原子の大きさ（比較・クーロン力や周期表、族、周期との関係など）

【プロ講師解説】このページでは『原子の大きさとクーロン力や周期表（族・周期）との関係』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

クーロン力とは

まずは、原子の大きさを考える上で重要となるクーロン力という力について説明していこう。

クーロン力とは、プラスとマイナスの間に生じる静電気的な引力（＝静電引力）である。

この力は、２つの重要な特徴をもっている。

NO.1「プラスとマイナスの距離が近いほど強い」は比較的理解しやすいはず。異符号同士がより近くにいるほど強力な力で引きつけ合う。

NO.2「プラスの強さとマイナスの強さの差が大きいほど強い」は例を使って考えよう。例えば、プラスの強さが「＋２」、マイナスの強さが「ー２」だとしよう。そしたらその差は「４」。
もう１つ。プラスは変わらず「＋２」で、マイナスを「−３」にする。するとその差は「５」。
この場合、プラスの強さとマイナスの強さの差が大きい後者の方がよりクーロン力が強いと考えることができる。

それではいよいよ、原子の大きさについて説明していこう。

原子の大きさとクーロン力

クーロン力が大きいと原子半径は小さい、クーロン力が小さいと原子半径は大きい。
簡潔にまとめるとこれが原子の大きさとクーロン力の関係である。
クーロン力が大きい、つまり陽子（＋）と電子（ー）がよく引き合っていると、お互いの距離が縮まるので原子半径は、小さくなる。反対に、クーロン力が小さいと陽子と電子の距離が離れているので、原子半径は大きくなる。

原子半径と周期表

原子半径と周期表の関係を簡単に表すと上図のようになる。

①同じ周期（横の列）ならば、右に行くほど小さくなる
②同じ族（縦の列）ならば、下に行くほど大きくなる

①の理由は、「プラスの強さが増加する」ためである。
これは単純に陽子の数が増えるから。陽子の数が増えると、より電子を内側に引きつけるので、原子半径は小さくなる。（当然電子の数も増加するが陽子が増えることに比べるとその影響は低い）
②の理由は、「電子殻が増えるから」である。使ってる電子核が増えれば原子の大きさは当然大きくなる。

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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり（過去生徒合格実績：東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など）
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

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