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イントロ

イオン結晶の性質

電気を通すかは、イオンが動けるかで考える

イオン結晶では、陽イオンと陰イオンが強く引き合って並んでいます。固体ではイオンが動きにくく、水溶液や溶融状態ではイオンが動けるため、電気伝導性が変わります。

定義

イオン結晶

教科書では
陽イオンと陰イオンが、イオン結合によって規則的に並んだ固体です。
言いかえると
イオン結晶では、正負のイオンが強い静電気的な引力で引き合っています。そのため融点や沸点が高い傾向があります。ただし、電気を通すかどうかは、イオンが存在するだけでなく、そのイオンが動ける状態かどうかで変わります。
要点

性質を粒子で読む

イオン結晶の性質は、強い引力とイオンの動きやすさを分けると整理できます。性質名ごとに、どちらの理由が効いているかを考えます。

  1. 1

    強い引力で融点・沸点が高い傾向

  2. 2

    水に溶けるものがある

  3. 3

    固体ではイオンが動きにくい

  4. 4

    水溶液や溶融状態ではイオンが動ける

図解イオン結晶の固体、水溶液、溶融状態でイオンが動けるかを比較する図
固体ではイオンが固定されやすく、電気を通しにくいです。水溶液や溶融状態ではイオンが動けるため、電気を通しやすくなります。
比較
状態イオンの動き電気伝導性
固体位置が固定されやすい通しにくい
水溶液水中で動ける通しやすい
溶融状態液体中で動ける通しやすい

状態固体

イオンの動き
位置が固定されやすい
電気伝導性
通しにくい

状態水溶液

イオンの動き
水中で動ける
電気伝導性
通しやすい

状態溶融状態

イオンの動き
液体中で動ける
電気伝導性
通しやすい

電気を通すには、電荷をもつ粒子があるだけでなく、その粒子が動ける必要があります。ここが固体と水溶液の大きな違いです。

場面
塩化ナトリウム NaCl の状態を比べる。
順に考えると
固体のNaClでは、Na+ と Cl- が規則的に並び、イオンが自由に移動しにくいので電気を通しにくいです。一方、水に溶けると Na+ と Cl- が水中で動けるようになり、電気を通しやすくなります。融けた状態でもイオンが動けます。
ここが結論
NaClはイオンを含む物質ですが、固体か水溶液かで電気伝導性が変わります。判断の中心は、イオンが動けるかどうかです。融点が高い傾向は強い引力、水溶液で通しやすいことは動けるイオン、というように性質ごとに理由を分けます。
要点

代表例と用途の入口

イオン結合でできた物質は、身近な材料や生活の中でも使われています。

  1. 1

    NaCl は食塩として知られる

  2. 2

    CaCl2 は乾燥剤や凍結防止剤に使われる

  3. 3

    CaCO3 は石灰石や貝殻の成分として見る

  4. 4

    用途は性質と結び付けて覚える

注意

イオンがあるだけでは電気を通すとは限らない

確認

確認テスト

Q1

NaCl水溶液が電気を通しやすい理由として最も適切なのはどれですか。

まとめ

まとめ

  1. 1

    イオン結晶は正負のイオンが並ぶ固体

  2. 2

    強い引力で融点が高い傾向がある

  3. 3

    固体では電気を通しにくい

  4. 4

    水溶液や溶融状態では通しやすい

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