イオン

質問

中学校の理科の授業で、イオンを習いました。
大体分かって。疑問が一つできました。
酸素原子は電子を2つもらえば安定しますよね。
でも、水素原子は電子をとられても、電子を1つもってきても安定することになります。
しかし先生が「電子をもってくることはまずない」
と言われたので、
詳しく教えてください。

回答No.4

o0o

原子は、原子として存在する場合と、
複数の原子が電子を分け合って、分子として存在する２つの場合があります。

原子と分子、それぞれについてどのような状態が安定なのかを考えるとわかりやすいと思います(詳しくは大学で習います)。

原子は中性の状態が安定です。
すなわち、
水素原子は電子を１つ持つ状態、
酸素原子は電子を６つ持つ状態です。

では分子はどういう状態が安定なのか？
それは、分子を作る各原子が電子を２個もしくは８個持つ場合です。

空気中に存在する酸素は原子が２つペアになって酸素分子として存在しています。
酸素分子のうち、片方の酸素原子について見ると

一つの酸素原子は ４つの電子を自分自身で持ち ２つの電子をもうひとつの酸素原子と分け合っています。

： を２個の電子
Ｏ を酸素原子とすると
酸素分子は下図のような状態で存在しています。

：：Ｏ：：Ｏ：：
ーーー

３つの線で示したところが分子の中の一つの原子の範囲です。
原子が分子を作る場合、原子は、
原子そのもの と
分子の中の原子 の２つの顔を持つようになるのです。
反対側の原子も同様です。
ひとつの原子としては電子を６つしか持っていない(電気的に中性)のに、
分子のなかではそれぞれの原子が２つの電子を分け合うことによって、
８個の電子を持つことになるので、分子としても安定です。

水素原子の方ですが、水素原子はひとつの電子しか持っていません。

水素分子も水素原子が２つペアとなった状態で安定に存在しますが、
この場合は水素分子を構成する原子はそれぞれ電子を出して分け合っています。

Ｈ を水素原子として上のように水素分子を書くと、

Ｈ：Ｈ

水素原子１個あたりの電子は１個で原子として安定で、
分子の中の原子としても、各水素原子は電子を分け合って２個の電子を持つので、
分子として安定に存在します。

質問は、
「なぜ、水素が電子をもらってきて Ｈ：のマイナスイオンの状態で存在することはないのか」

水素は原子として、１つの電子を持つ状態が安定で、２つ持つと不安定になってしまうからです。

では、水素原子がひとつの電子を持った状態で水素原子として存在することはあるか？というと、これもありません。

これは、水素原子として存在するよりも、水素分子として存在する方が安定だからです。