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中学理科について イオン 教えてください。

ssm********さん

2010/12/1210:54:10

中学理科について イオン 教えてください。

イオンが苦手です。

1、なぜ銅イオンはCu2プラスなんですか?

2、銅イオンとか塩化物イオンとかが、ビーカーに入っている模式図が教科書に
書いてありますが、イオンということは、電気を帯びている状態だと思いますが、
いつ、その銅や塩素がイオンになったのですか?

模式図にはもう電気を帯びている状態で書いてあり、+や-が書かれてあり、
どのしてイオンになんているんですか?
もともとは、電子と陽子の数が等しいので、電気を帯びていないと思いますが、

どうしてですか。


分かる方、ご回答お願いします

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ベストアンサーに選ばれた回答

non********さん

2010/12/1213:29:25

こんにちわー。イオンは新学習指導要領(新しい教科書とでも思ってください)で復活した内容です。現在は移行期間なので教えている学校と教えていない学校があります。質問者さんのところはどうやら教えているようですね。
イオンはこの先物質の成り立ちや構成を取り扱う上で、非常に重要な役割を果たします。ここで基礎基本を必ず身につけてくださいね。私もサポートさせてもらいます。

さて、本題です。

銅イオンがなぜCu2プラスなのかは、中学校での内容では暗記になってしまいます。各原子に決められている固有のものです。
H+ OH- Na+ Cl- など、原子によって決まっています。(OH-はちょっと特殊ですが)たまたまCuが2+になるだけなのです。

どうして数字やプラスマイナスが決まるのかは、高校分野で習う【ボーアの原子モデル】で一部紐解かれます。
しかしながら、高校の単元でもCuがなぜ2プラスになるのかは説明されません。いえ、内容が難しすぎてできないのです。
そう、もしこの内容をきちんと理解したいのであれば化学系の大学で習う「原子物理学」の中の、【エネルギー準位】という単元を学ぶとようやく理解出来るようになります。
中学生には非常に難しい内容ですが、よかったら下のURLに説明がありますのでご覧くださいな(≧▽≦)
http://www5f.biglobe.ne.jp/~rokky/kaisetu/0/hukuenergy.htm

今の段階(中学校)では暗記で十分ですよ。CuもたまにCu1プラスになったりすることもありますが、中学校ではまずないです。(有名私立高校の入試でもまずないです)

次の質問のほうにいきましょうか。いつイオンになるのか。また、電子と陽子の数が等しい(電気的中性が保たれている)のになぜ電気を帯びるのかということですね。
塩化銅水溶液はよく教科書で取り扱われている内容です。私が今手元にある教科書にも塩化銅を用いたイオンの説明をしていますね。
塩化銅(CuCl2)を用いた説明で解決していきたいと思います。
いつイオンになるのかはずばり【水に触れた瞬間】です。
普段は塩化銅(CuCl2)は固体の結晶で存在しています。塩とかと同じ感じの緑色の結晶です。
この結晶を水に入れたとき、イオン化が起こります。
さて、ここで原子がプラスになったりマイナスになったりするのは、どこからか電子が行ったり来たりしてるような感じがありますよね。
さっきまで電子と陽子でいい感じに等しかったのに、突然変化するのは質問者さんが疑問に思うのも当然だと思います。
それは、【CuとCl2の間で電子のやり取りをしている】ためです。
銅は1のほうでも書きましたように、2プラスのイオンになります。対し、Clは1マイナスになります。
しかし、銅と塩素を分けて考えても CuとCl2という感じで、これまた電子と陽子が等しくなっています。
ですが、水に溶けるためにはイオンにならなければいけません。
そのため、イオンになるためには、【銅は2プラスにならなければいけません】。つまり【電子2つが余分】なのです。
対し、【塩素は1マイナスにならなければいけません。】つまり、【電子が1つほしい】のです。
そんな2つの原子が今そばにいます。さあどうしましょう。

銅「電子を1つあげるよ!」
塩素「ほんと!?ありがとう!」

という感じで、銅原子にある電子2つが2つの塩素原子に1つずつ渡されます。
そのため、銅が2プラスに、塩素が1マイナスになるのです。
銅と塩素の間だけで電子のやりとりをしたために、トータルとしては変化はなく、電子と陽子の数も等しいです。
このようなやりとりがイオン化の際に起こるのです。かならず【電子を受け取る側】と、【電子を渡す側】がいます。
そしてそのやり取りの中で、電子をもらう数と電子を渡す数は【必ず一致】します。

これを【電子の授受】といいます。

この考えは、この先高校で理科総合Aや化学を学ぶ際に【非常に重要な概念】になります。
電池や電気分解、物質の結合、物質の反応に至るまで、すべてこの概念が必ず必要になってきます。
先日、私も高校1年生を対象にちょうどこの単元の授業をしたのですが、やはりこの概念だけは必ず教えました。
中学時代にこの単元をきちんと学ぶことで、高校に入ってからも積み重ねて学ぶことが出来ます。
是非とも頑張ってください(^-')b☆

質問した人からのコメント

2010/12/12 14:20:37

成功 ありがとうございました。

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