１　原子の構造か

【原子の構造】

原子は物質を構成する基本的な粒子で，金属などの原子からなる物質の最小単位である。例えば，銅原子は銅としての最小粒子で，これ以上分解すると銅ではなくなる。そこで原子を分解するとどうなるか（原子の構造）を考えてみる。

電子の発見

　絶縁体（本来は電気を通さない物質）でも電極を入れ高電圧をかけると電流が流れる。この現象を〔　放電　〕という。また，クルックス管（真空放電管）中で放電させる（真空放電という）と，管内で蛍光が見られ，陰極から陽極に向かって何か出ていることが分かり，これを〔　陰極線　〕とよんだ（左下図）。陰極線は磁石や電圧によって曲げられ，電圧をかけると＋側に曲がることが実験で分かった（右下図）。

これらの現象から，1800年代後半，イギリスのトムソンらは陰極線の正体を−の電気を持った非常に小さな（原子よりも小さい）粒子の流れであることを実証した。この−の電気を持った粒子を〔　電子　〕という。

原子構造の解明

イギリスのラザフォードは1911年放射性物質のラジウムから放出されるα線（放射線一種で，＋の電荷をもった粒子の流れ）を金属（原子からなる物質）にあてると，一部のα線が散乱することを観察し，これは＋どうしの反発によって起こると推測し，原子には＋の電気をもった，質量の大きな粒子が存在することを発見し，この粒子を〔　原子核　〕と呼んだ。

また，原子そのものは電気を持たない（電気的に中性である）ことから，−の電気をもった〔　電子　〕も存在することが考えられ，これをもとに，デンマークのボーアが1913年に原子模型を考案した。さらにラザフォードは，原子核は〔　中性子　〕と〔　陽子　〕という2種類の粒子からできていることを予測し，1932年イギリスのチャドウィックによって証明された。

原子の構造

　原子核（陽子と中性子からなる）を中心にし，その周りに電子が存在する。

★　中性子の数は，原子によって決まっているわけではない。同じ原子（陽子数が同じ）でも，中性子数が異なるものが存在する。

原子番号

　例えば，陽子を1個持っていれば水素H，2個持っていればヘリウムHeというように，原子は陽子を何個もっているかで，その種類が決まる。原子が持っている陽子の数をその原子の〔　原子番号　〕という。また，元素の周期表は元素記号が原子番号の順に並んでいる。また，電子数＝陽子数なので，原子番号が分かれば，その原子が電子を何個持っているかも分かる。原子番号1〜20までの原子は順番にいえるようにしよう。

【電子配置】

　原子を構成する電子は，原子核の回りの軌道を運動しているイメージである。電子は原子核の周りにいくつかの層（電子殻という）に分かれて存在し，エネルギーの低い順に原子核の近く（内側）から収容されている。外側の層ほど多くの電子が収容でき，内側から2個，8個，18個，32個，…といった具合に収容されていく。これを電子配置という。次に一部の原子の電子配置を図示する。

それぞれの原子の電子配置の違いは最も外側の電子数である。周期表で最も右の縦の並び（18族）の原子（₂He，₁₀Ne，₁₈Ar，…）は，バランスの良い安定な電子配置をしている。実際に₂He，₁₀Ne，₁₈Ar，…は他の原子と結合せず，原子単独で存在できる。