イオンのなり方がよくわかりません。

質問

普通の周期表に載っている形のイオンはなんとか考えられるのですが、水酸化物イオンなどがどうしてそうなるかがわかりません。
どうしてＯＨ－になるのか。
例えば、アンモニアはＮＨ３なのに、どうしてアンモニウムイオンになるとＮＨ４＋になるのか。
わざわざＨを増やさなくてもプラスマイナスバランスが取れてるのに（化学結合がごっちゃになってます；）

それから、高一なのですが、周期表を見なくても原子記号を言われれば電子の図が思い浮かぶまで覚えこんだ方がいいですか？
化学をこれから勉強するのに、覚えておかなくてはいけない事項などもありましたら、教えて下さい。

回答No.1

shkwta · ベストアンサー

(1)水酸化物イオンはなぜ ＯＨ^- か
　アンモニウムイオンはなぜＮＨ4^+ か
　これは、ちょっと屁理屈っぽい答になってしまいますが、「ＯＨ^-に水酸化物イオンという名前がついているから」「ＮＨ4^+ にアンモニウムイオンという名前がついているから」としか答えようがないと思います。

(2)ＯとＨが結合すると、なぜＯＨ^+, ＯＨ^2+, ＯＨ^2- などでなくて、ＯＨ^- になるのか
　これなら説明できます。教科書に電子式のことが書いてあるので見てください。Ｏの価電子は6個、Ｈの価電子は1個。2個の電子を共有させて結合すると、Ｏのまわりが電子8個、Ｈのまわりが電子2個となるようにするには、電子が1個不足です。不足の1個を外部からもらうと、ＯＨ^- になります。

(3)ＮＨ4^+ も、同様です。(2)と同じように電子式を書けば、ＮＨ4では電子が１個余ることがわかります。その1個を放出すれば、ＮＨ4^+ になります。

(4)Ｈ2Ｏが、Ｈ^+ と　ＯＨ^-　に分かれる理由は、次のように考えられます。液体の水の中では、Ｈが他の水分子のＯと結合する「水素結合」ができていて、分子同士が互いにつながっています。Ｈは動きやすく、２つの水分子の間を往復しています。したがって、ある瞬間には、たまたまＨが１つ足りなくなってＯＨ^- になっている分子、Ｈを1つ余分に持ってＨ3Ｏ^+ になっている分子ができます。
（Ｈ^+ は、水溶液中ではＨ3Ｏ^+ の略記です）

(5)ＮＨ3の電子式を書くと、電子対が1つ余っていることがわかります。このような場合、この電子対を、他の原子と共有して新しい結合を作ることができます。これを配位結合といいます。共有する相手がＨ^+ であった場合は、アンモニウムイオンＮＨ4^+ になります。アンモニアは、配位結合を作りやすく、Ｈ^+ だけでなく、いろいろな相手（特に金属イオン）と配位結合します。

(6)上に書いたように、ＮＨ3は、Ｈ^+ と結合しやすい傾向があります。この性質を塩基性といいます。水にＮＨ3を溶かすと、ＮＨ3は水分子からＨ^+ を奪います。すると、水分子は、ＯＨ^-に変化します。

(7)電子配置（ボーア模型）は、原子番号20までは覚えたほうがいいと思います。

わかりにくければ、補足してください。

回答No.3

Movies

２種類以上の原子からできているイオンということだと思います。
はじめに、ＯＨ－ですが、Ｏ原子は原子番号８で最外殻電子が６個で、非共有電子対２対（電子４個）とあと２個の電子の内１個はＨ原子と共有結合をして、更に残った電子１個に電子（－）が１個付けば安定した電子配置をとるＯＨ－となります。
アンモニアＮＨ３ではＮ原子の最外殻電子が５個で、非共有電子対１対（電子２個）と残り３個の電子はそれぞれ水素原子（電子１個）と共有結合することで、安定した「気体分子」のＮＨ３ができます。この分子が水に溶けますとＮ原子の非共有電子対１対に対して水中のＨ＋イオンが配位結合（高校では習わないかも）してＮＨ４＋イオンとなります。
基本的には結果としてできてくるイオンや分子などの安定性が問題となります。この場合の安定性というのは電子配置が希ガス元素がとる最外殻電子が８個になることです。

電子の図というのは電子配置のことだと思いますが、そうであれば、原子番号１から２０ぐらいまでを順に覚えておけば十分だと思います。電子の数は原子番号でわかりますので、あとはＫ，Ｌ，Ｍ殻に順番に入れていけば、図は覚えなくても良いと思います。
ただし、電子殻という考え方は原子番号１９（カリウム）以降は説明できなくなります。その場合は別の知識が必要になってきます。（高校ではやらないと思いますが）

回答No.2

noname#62864

化学を考えるときに周期律が重要です。
ですから、元素が周期表のどの位置にあるかと言うことが重要なのです。
では、なぜ周期律が重要かと言えば、電子配置（電子の図？）と関係しているからです。
化学では、希ガスの電子配置が重要です。高１ということであればまだ習っていないかもしれませんが、共有結合やイオン結合ができる場合も、希ガスの電子配置になっているかどうかと言うことが重要です。

質問のOH-の場合に、酸素原子は希ガスであるネオンと同じ電子配置になっています（ここでは結合に使われている電子も酸素に属するとして計算します。これが、共有結合を考えるときの「約束」と思って下さい）。
仮に、これにH+をくっつけてたとしても、H+は電子を持っていないので、酸素の電子配置は変わりません。その結果、できてくるのはH2Oつまり水です。水にもう１個のH+をつけるとH3O+になり、これもNeと同じ電子配置です。
つまり、OH-,H2O,H3O+は親戚のようなものであり、水の中にH+を与える作用のある「酸」が存在すればH3O+になり、H+を奪う作用のある「塩基」を加えればOH-になるというわけです。
だから、水の酸性とか塩基性というのはH+やOH-の濃度で判断するわけです。

酸性になると、H+を与えたがっている相手があるということになりますから、NH3の場合には、その相手からH+を受け取って、NH4+になります。また、NH3は弱い塩基性ですので、中性でも少しはH+を受け取ってNH4+になります。

要するに、これらの物質では、H+を与える相手がいるかいないかによって、イオンになったりならなかったりするわけです。

元素記号を見ただけで電子配置が思い浮かぶようになれば、理想的かもしれませんが、取りあえずは、その元素が周期表のどの位置にあるかを覚え、その位置の元素の電子配置がどうなっているかをわかるようにしておくと良いでしょう。