イオンの基本陽イオン・陰イオンと価数
イオンとは、原子や原子の集まりが 電気を帯びたもののことだよ。原子は、−の電気をもつ小さな粒(電子)を失ったり受け取ったりすると、電気のつり合いがくずれてイオンになるんだ。
① 陽イオンと陰イオン
陰イオン…電子を受け取って −の電気を帯びたイオン(例:Cl⁻、OH⁻、SO₄²⁻)。
② 価数(やりとりした電子の数)
イオン式の右上に書く +や− は電気の種類を、数字は 価数(かすう)=やりとりした電子の数を表しているよ。
Ca²⁺ … 2価の陽イオン
SO₄²⁻ … 2価の陰イオン
③ 多原子イオン
いくつかの原子が集まって、全体で1つのイオンになっているものもあるんだ。
④ 価数が2通りある金属
同じ元素でも、条件によって 違う価数のイオンになる金属があるんだ。名前だけでは区別できないから、ローマ数字を付けて呼び分けるよ。
銅(Ⅰ)イオン Cu⁺ / 銅(Ⅱ)イオン Cu²⁺
スズ(Ⅱ)イオン Sn²⁺ / スズ(Ⅳ)イオン Sn⁴⁺
鉛(Ⅱ)イオン Pb²⁺ / 鉛(Ⅳ)イオン Pb⁴⁺
マンガン(Ⅱ)イオン Mn²⁺ / マンガン(Ⅲ)イオン Mn³⁺
高校では、鉄・銅のほかにスズ・鉛・マンガン・クロムなども、価数が2通り以上になる金属として出てくるよ。ローマ数字を付けずに、単に「スズイオン」「マンガンイオン」と言うときは、ふつうもっともよく現れる2価のイオン(Sn²⁺・Mn²⁺)を指しているんだ。
カッコの中の数字が、そのまま価数を表しているよ((Ⅲ) なら3価)。中学では、鉄イオンといえば Fe²⁺、銅イオンといえば Cu²⁺ を指すことが多いよ。
⑤ 覚えておきたいイオンの一覧
中学で覚えておきたいイオンを、陽イオン・陰イオンに分けて表にまとめた。価数と、原子1個からできた単原子イオンか、原子の集まりでできた多原子イオンかにも注目してみよう。
中学で覚えておきたいイオン(19種類)
陽イオン(+の電気を帯びたイオン)
| イオンの名前 | イオン式 | 価数 | 種類 |
|---|---|---|---|
| 水素イオン | H+ | 1価 | 単原子イオン |
| ナトリウムイオン | Na+ | 1価 | 単原子イオン |
| カリウムイオン | K+ | 1価 | 単原子イオン |
| 銀イオン | Ag+ | 1価 | 単原子イオン |
| アンモニウムイオン | NH4+ | 1価 | 多原子イオン |
| マグネシウムイオン | Mg2+ | 2価 | 単原子イオン |
| カルシウムイオン | Ca2+ | 2価 | 単原子イオン |
| バリウムイオン | Ba2+ | 2価 | 単原子イオン |
| 銅イオン | Cu2+ | 2価 | 単原子イオン |
| 亜鉛イオン | Zn2+ | 2価 | 単原子イオン |
| 鉄イオン | Fe2+ | 2価 | 単原子イオン |
| アルミニウムイオン | Al3+ | 3価 | 単原子イオン |
陰イオン(−の電気を帯びたイオン)
| イオンの名前 | イオン式 | 価数 | 種類 |
|---|---|---|---|
| 塩化物イオン | Cl- | 1価 | 単原子イオン |
| 水酸化物イオン | OH- | 1価 | 多原子イオン |
| 硝酸イオン | NO3- | 1価 | 多原子イオン |
| 硫酸イオン | SO42- | 2価 | 多原子イオン |
| 炭酸イオン | CO32- | 2価 | 多原子イオン |
| 酸化物イオン | O2- | 2価 | 単原子イオン |
| 硫化物イオン | S2- | 2価 | 単原子イオン |
高校で加わるイオン(16種類)
高校化学では、価数が2通りある金属のイオンや、複雑な多原子イオンが加わる。オキソニウムイオン H3O+ のように、水の中でだけ現れるイオンもあるよ。
陽イオン
| イオンの名前 | イオン式 | 価数 | 種類 |
|---|---|---|---|
| オキソニウムイオン | H3O+ | 1価 | 多原子イオン |
| 鉄(Ⅱ)イオン | Fe2+ | 2価 | 単原子イオン |
| 鉄(Ⅲ)イオン | Fe3+ | 3価 | 単原子イオン |
| 銅(Ⅱ)イオン | Cu2+ | 2価 | 単原子イオン |
| 鉛(Ⅱ)イオン | Pb2+ | 2価 | 単原子イオン |
| スズ(Ⅱ)イオン | Sn2+ | 2価 | 単原子イオン |
| マンガン(Ⅱ)イオン | Mn2+ | 2価 | 単原子イオン |
陰イオン
| イオンの名前 | イオン式 | 価数 | 種類 |
|---|---|---|---|
| 炭酸水素イオン | HCO3- | 1価 | 多原子イオン |
| リン酸イオン | PO43- | 3価 | 多原子イオン |
| 過マンガン酸イオン | MnO4- | 1価 | 多原子イオン |
| クロム酸イオン | CrO42- | 2価 | 多原子イオン |
| 二クロム酸イオン | Cr2O72- | 2価 | 多原子イオン |
| 酢酸イオン | CH3COO- | 1価 | 多原子イオン |
| 次亜塩素酸イオン | ClO- | 1価 | 多原子イオン |
| 臭化物イオン | Br- | 1価 | 単原子イオン |
| ヨウ化物イオン | I- | 1価 | 単原子イオン |
※ イオン式を書くときは、まず元素記号(または多原子イオンの形)を書き、その右上に価数と+−を小さく添える。1価のときは数字を書かず、+や− だけを書く決まりだよ。
⑥ 電解質と電離
水に溶けると イオンに分かれる物質を電解質(でんかいしつ)、イオンに分かれることを電離(でんり)というよ。電解質の水よう液は電流を通すんだ(例:食塩水)。さとうのように、溶けてもイオンに分かれない物質は非電解質といって、電流を通さないよ。

