水素原子と水素イオンの大きな違いは、水素原子が中性であるのに対して、水素イオンは電荷を帯びていることです。

水素は周期表で1番小さい元素で、Hと表記される。水素は電子配置が1s1であるため、周期表では1族、1サイクルに分類される。水素は電子を吸収して負に帯電したイオンを作ることも、電子を提供して正に帯電したプロトンを作ることも容易にできる。そうでなければ、電子を共有して共有結合を形成することができる。

元素周期表の元素は、希ガスを除いて不安定である。そのため、元素は希ガスの電子配置を得るために他の元素と反応させ、安定性を得ようとする。同様に、水素が希ガスであるヘリウムの電子配置になるためには、電子を獲得する必要がある。この電子配置になると、水素イオンを形成する。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 水素原子とは 3. 水素イオンとは 4. 横並び比較 - 水素原子と水素イオンの表形式 5. まとめ

水素原子は何ですか？

水素原子は、周期表の最初の元素である。水素原子は電子と陽子を1個ずつ持っています。さらに、s-2軌道には2個の電子が入るが、1個しか入っていない。そのため、安定した電子配置を得るために、水素原子は不安定で非常に反応しやすい状態になっています。

水素原子は、陽子と電子の数が同数であるため、正味の電荷を持たない。したがって、中立的であると言うことができます。しかし、水素には陽子1H（中性子なし）、重水素2H（中性子1個）、トリチウム3H（中性子2個）の3つの同位体がある。これらの同位体は、原子核に含まれる中性子の数が異なる。

水素イオンは何ですか？

水素イオンは、電荷を帯びた水素元素の一形態です。このイオンの電荷は、生成の仕方によってプラスにもマイナスにもなります。水素原子から電子を奪って形成される場合と、電子を獲得して形成される場合がある。そのため、水素イオンは+1または-1の電荷を持ちます（1価）。正電荷の水素イオンをH+（カチオン）、負電荷のイオンをH-（アニオン）と呼ぶことができる。

陽子の陽イオンは特にプロトンと呼ばれ、他の同位体に比べて天然に非常に多く存在するため、化学反応で主に考慮する水素原子の一種です。また、水溶液中では水素イオン（H3O+）として存在する。

酸性の原因は水素イオンであり、水素イオンの濃度でpH値を算出する。水素イオンは、水素原子が他の非金属と反応して生成され、分子が溶解する際に、その全部または一部が水系媒体中に放出される。水素負イオンの生成は稀ですが、水素が1族金属などの金属と反応することで生成されます。

水素原子と水素イオンの違い

水素は最も小さな化学元素である。陽子と電子を1つずつ持っているので、中性です。しかし、水素原子のイオンは電荷を帯びている。したがって、水素原子と水素イオンの決定的な違いは、水素原子が中性であるのに対し、水素イオンは電気を帯びていることである。また、水素原子と水素イオンの大きな違いは、水素原子は電子を1個持っているのに対し、水素のカチオンは電子を持たず、水素のアニオンは電子を2個持っていることである。

さらに、安定した電子配置を得るために、水素原子は高い反応性を持っている。しかし、水素イオンが定常状態になると、反応性／活性が低下する。陽イオンは+1、陰イオンは-1の電荷を持つので、水素原子と水素イオンの違いとも言えます。

概要 - 水素原子 vs. 水素イオン

水素は元素の周期表で最初の元素です。そのため、最小の原子である。正または負に帯電したイオンを形成することができる。水素原子と水素イオンの大きな違いは、水素原子が中性であるのに対して、水素イオンは電気を帯びていることです。

引用

1John C. Morrison, Modern Physics, 20102. "8.1: The Hydrogen Atom"。物理学プレイブック、プレイブック、2019年5月2日、こちらでご覧いただけます。