化学における疑問

質問

こんにちは。

知識量を増やしたいと思い、理科の勉強を中学生からやり直しています。

今、電気分解の単元を学習しているのですが、そこでふと疑問点が出ました。

水に、水酸化ナトリウムを溶かして、陽イオンと陰イオンをつくる。といった内容のものが書いてあったのですが、どうして、水酸化ナトリウムはイオンにまで分解してしまうのでしょうか？

水に溶けると、NaとOH原子に分解するのではなく、その原子構造までもが分解されて、Na+、OH-、になってしまうのでしょうか？

回答No.5

teppou · ベストアンサー

No.３で回答した者です。自分で読み直して、せっかちすぎる書き方だと反省しました。もう一度丁寧に書いてみます。

　まず、全ての物質は、原子が集まって出来ています。その原子は、中心に原子核というものがあり、周りを電子という粒子が取り巻いています。
　原子核には、プラスの電気があり、周りにある電子はマイナスの電気を持っています。
　通常は、プラスとマイナスの電気量は同量です。
　原子から電子が出ると、その原子はプラスの電気を持ち、電子を取り入れると、マイナスの電気を持ちます。
　これがイオンと呼ばれる状態です。

　この電子は、比較的簡単に原子から出たり入ったりします。
　身近な例ですと、静電気があります。静電気は摩擦などで、一方の物質の電子が飛び出して、他方の物質にくっつく事で起きます。　
　また、太陽光発電というのは、光によって物質から電子が飛び出す現象を利用しています。
　こういう個体で電子が出入りしても、イオンとはあまり言いません。

　電子が原子から出入りしても、原子の構造がどうにかなるわけではありません。別の物質に変わったりするわけでもありません。

　特に電子を外に出しやすい原子、電子を取り入れたい原子というのがあり、こういう原子が水中などで出会うと、お互いに電子をやり取りして、電気の吸引力で引き合いますます。
　こういう溶液を乾燥させると、しっかり結合して結晶になります。これをイオン結合と言います。イオン結合をすると、電気的に中性になります。通常実験で使う薬品などは、こういう状態です。

　イオン結合した薬品を水に溶かすと、またイオンに分かれます。

お礼

ご回答ありがとうございます。

ご訂正ありがとうございます。僕自身も少し見直しをして、自分なりに考えを出しました。
下記のコピペなのですが、
原子は、陽子と電子（中性子）をもった電気的に中立なものであり、外部の影響で電子量が変化して、「陽」もしくは「陰」に偏ってしまったのがイオン。

そして分子は、この電子量がうまく釣り合って結合されたもので、それがイオン結合体や共有結合体などに分岐される。

つまり、僕の書いた「原子構造までもが分解されて」という書き方では、ある原子が、電子、陽子、中性子がバラバラになるという印象を与えてしまい、書き方としては、不適当になる。（実際、この現象が起こるのかは存じ上げませんが、もし、僕の書き方だとこのような現象が起こる。）

訂正すれば「水酸化ナトリウムのイオン結合体は、水によって分解されて、イオン結合構造がはなれ、Na+,OH-に分離する」となります。

質問の趣旨とは大きくずれてしまいましたが、自分なりに考えを導き出しました。
teppouさんのお返事も参考にさせていただきました。
改めて、ありがとうございます。

回答No.4

potatorooms

固体の水酸化ナトリウムが　イオン性の結晶　だからです。

あと、ご質問者さんは、疑問の持ち方が少しへンかも。

化学を学ぶ上で、大切なのは、
事実は何で、
仮説（理論）は何か、
です。

事実が先で、その事実を説明するために、仮説があります。
ご質問の例だと、
水酸化ナトリウム　という物質を、水に溶かすとイオンを作る　というのは事実ですが、
＞　水に溶けると、NaとOH原子に分解するのではなく、その原子構造までもが分解されて、Na+、OH-、になってしまうのでしょうか？

は、３つの仮説が書かれていますが、どれも本にも書かれていない、ご自身の想像ですよね。
　水に溶けると、NaとOH原子に分解する
　その原子構造までもが分解され
　Na+、OH-、になってしまう
この３つは、どれも正しくありません。

もし、その本が、
　　水酸化ナトリウムはイオンにまで分解してしまう
と書かれているのなら、中学生の範囲だからです。
水酸化ナトリウムは、水と化学反応して、水酸化物イオンとナトリウムイオンになります。そして、水酸化物イオンは、水中では、水分子と共役結合をして、弱い結晶を作ります。

回答No.3

teppou

物質の結合状態は、金属結合、共有結合、イオン結合の三種類があります。ナトリウムは金属で、金属ナトリウムというものが販売されています。ナトリウムは大変反応性に富んでいて、天然に単体として存在することはありません。水に金属ナトリウムを入れると、熱を出して激しく反応し、水素を出しながら水酸化ナトリウムになります。水素に火がついて、炎が出ます。金属ナトリウムは金属結合をしていますが、水と反応するとき電子を一個失ってナトリウムイオンになり、OHイオンと水素ガスが出ます。ナトリウムイオンとOHイオンがイオン結合して、水酸化ナトリウムができます。つまりイオンの状態で結合して水中に存在しているのです。
　原子構造が分解されるわけではありません。
　ナトリウムなどのアルカリ金属は、電子を一個失いやすい電子配列をしています。簡単に電子を失ってイオンになり、イオン結合をするという事です。
　勉強を続けていれば、ここに書いてあるような事に出会うでしょう。

回答No.2

ORUKA1951

ゆとり世代の方はイオンを、中学校で学ぶ機会がありませんでしたね。それより前、後の世代はイオンをしっかり学びます。
　イオンとは電荷をもつ粒子のことで、
電離層などのプラズマ　　原子が電子を奪われたもの
電解質の水溶液　　水によって取り囲まれた粒子
イオン結晶　　　陽イオンと陰イオンが結びついた物

　化学では下の二つを扱います。
　疑似科学で多用されるマイナスイオンなどは別扱いしてくださいね。

　まず、その本を最初から読み直してください。どこかが抜け落ちている。

1) 純物質とは何か
2) 物質を構成している元素の種類
　　金属元素
　　非金属元素
3) 金属元素は電子を失いやすい。非金属元素は電子を受け取りたい。
　金属元素と非金属元素の結合：イオン結合
　　電子を失った金属陽イオンと電子を受け取った陰イオンが電気的に結びついている。
　　バラバラになる（液体）はイオンが自由に動けるので電気が流れる。
　金属元素ドオシ
　　金属元素から飛び出した電子の雲が金属どおしを糊付けしている
　　自由に動き回る電子があるので固体で導電性がある。
　非金属元素同士
　　互いに電子を共有しあっている。分子をつくる(水など)か全体が結びつく(ダイヤモンドなど)
　★多原子イオン
　　分子が金属や非金属元素のように塊としてイオン結合している
　★分子はまた、分子間力で弱く結びついている。(氷とか・・)

以上を完全に理解したうえで
＞どうして、水酸化ナトリウムはイオンにまで分解してしまうのでしょうか？
　金属(Na⁺)と多原子イオン(OH⁻)で出来たイオン結合性の物質です。
　水分子は強い分極性の粒子です。（正四面体の２頂点が＋、２頂点が－）電荷をもつ＝イオンを見つけると、その周囲を取り囲もうとします。もし、その力が勝ればイオンは水に周囲を取り囲まれて水の中に溶け出していきます。もし負けるようなら溶けなくて沈殿します。

＞水に溶けると、NaとOH原子に分解するのではなく、その原子構造までもが分解されて、Na+、OH-、になってしまうのでしょうか？
　原子構造ではありません。基礎が出来ていません。!!!
　イオン結合している構造が壊されるのです。

　最初から順番にきっちりと理解せずに、電気分解、電解、イオンは無理です。その都度、最初に戻って復習することが肝要です。
　　、

補足

ご回答ありがとうございます。

支離滅裂な発言失礼しました。

見直しをして、自分なりにまとめてみたので、再度おかしな記述があれば、ご指摘お願いします。
原子は、陽子と電子（中性子）をもった電気的に中立なものであり、外部の影響で電子量が変化して、「陽」もしくは「陰」に偏ってしまったのがイオン。

そして分子は、この電子量がうまく釣り合って結合されたもので、それがイオン結合体や共有結合体などに分岐される。

つまり、僕の書いた「原子構造までもが分解されて」という書き方では、ある原子が、電子、陽子、中性子がバラバラになるという印象を与えてしまい、書き方としては、不適当になる。（実際、この現象が起こるのかは存じ上げませんが、もし、僕の書き方だとこのような現象が起こる。）

訂正すれば「水酸化ナトリウムのイオン結合体は、水によって分解されて、イオン結合構造がはなれ、Na+,OH-に分離する」となります。

質問の趣旨とは大きくずれてしまいましたが、間違った点があれば、ご指南お願いします。

また、新たな疑問が浮上したのですが、共有結合の結合の強さは強力と学んだのですが、共有結合の物質は水に溶けにくいという考え方は正しいのでしょうか？

回答No.1

Tacosan

「水に溶けて」イオンになるのではありません.

もともと固体の状態であってもイオンになっています.