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原子の構造と物質量(質量数・同位体・アボガドロ定数)|作業環境測定士

編集部

「質量数=陽子+電子」と書かれると、つい○にしてしまいますよね。正しくは陽子+中性子です。

この記事の要点

質量数=陽子数+中性子数(電子数ではない)。同位体は陽子数が同じで中性子数が異なる原子です。原子量は質量数12の炭素¹²Cを基準に定めます。

アボガドロ定数の数の粒子が1モル。電子の質量は陽子の約1840分の1で、陽子と同程度ではありません。中性の原子は電子を失うと陽イオンになります。

原子の構造と物質量は、分析に関する概論の問1で出ます(年度によって問1はSI単位の年と原子・物質量の年があります)。

質量数・同位体・原子量・モルの定義を正確に押さえると、正誤の判定ができます。

原子の構造

用語意味
原子番号陽子の数(=中性原子では電子の数)
質量数陽子数+中性子数(電子数は含めない)
同位体陽子数が同じで中性子数が異なる原子どうし
電子の質量陽子の約1840分の1(はるかに小さい)
イオン中性の原子・分子が電子を失うと陽イオン、得ると陰イオン

電子は陽子・中性子に比べてはるかに軽いため、原子の質量はほぼ陽子と中性子で決まります。質量数に電子数を含めないのはこのためです。

原子量と物質量(モル)

  • 原子量…質量数12の炭素(¹²C)の質量を12として基準に定めた、相対的な質量。
  • 物質量(モル)アボガドロ定数(約6.02×10²³)の数の粒子(原子・分子・イオンなど)の集まりが1モル。
  • 原子番号の順に元素を並べると、性質に周期性があります(周期律)。
同位体は、陽子数(原子番号)が同じなので化学的性質はほぼ同じですが、中性子数が違うため質量数が異なります。たとえば水素には質量数1・2・3の同位体があります。質量数を「陽子数+電子数」とする選択肢は誤りで、正しくは「陽子数+中性子数」です。

混同しやすいところ

質量数 と 電子数

質量数は陽子数+中性子数です。電子数は含めません。電子は軽く、質量にほとんど寄与しません。

同位体 と 同素体

同位体は陽子数が同じで中性子数が異なる「原子」どうし。同素体は同じ元素からなる性質の異なる「単体」(酸素とオゾンなど)で、別の概念です。

電子の質量 と 陽子の質量

電子の質量は陽子の約1840分の1で、同程度ではありません。

過去問でどう問われたか

原子の構造・物質量は、分析に関する概論の問1(令和6年2月・令和7年8月など)で「誤っている記述」を選ばせる形で出ます。

年度誤りとされた記述
令和7年8月問1電子の質量は陽子の質量と同程度である(実際は約1840分の1)。
令和6年2月問1原子の質量数は陽子数と電子数との和である(実際は陽子数+中性子数)。

引っかけは次の型に整理できます。

  • 質量数を「陽子数+電子数」とする(陽子数+中性子数)。
  • 電子の質量を陽子と同程度とする(約1840分の1)。
  • 同位体の定義を取り違える(陽子数同じ・中性子数が異なる)。

質量数=陽子数+中性子数、同位体は陽子数が同じで中性子数が異なる、原子量は¹²C基準、1モルはアボガドロ定数の粒子。質量数に電子数を含める・電子の質量を陽子と同程度とするのが定番の引っかけです。

編集部メモ

原子の構造の核心は、質量数(陽子+中性子)・同位体(中性子数が違う)・電子は軽い、の3点です。物質量(モル)は濃度計算SI単位ともつながります。

理解度チェック

問題:原子の質量数は、その原子がもつ陽子数と電子数との和である。

〇か×か。

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答え:×

質量数は陽子数+中性子数です。電子数は含めません(令和6年2月 分析概論 問1)。

問題:電子の質量は、陽子の質量と同程度である。

〇か×か。

答えを見る

答え:×

電子の質量は陽子の約1840分の1で、はるかに小さいです(令和7年8月 分析概論 問1)。

問題:陽子数が同じで中性子数が異なる原子どうしを、互いに同位体という。

〇か×か。

答えを見る

答え:

同位体は陽子数(原子番号)が同じで中性子数が異なる原子どうしです(令和7年8月 分析概論 問1)。

まとめ

原子の質量数は陽子数+中性子数で、電子数は含めません。同位体は陽子数が同じで中性子数が異なる原子です。

原子量は¹²Cを基準に定め、アボガドロ定数の数の粒子が1モルです。電子は陽子に比べてはるかに軽い粒子です。

引っかけは、質量数に電子数を含める・電子の質量を陽子と同程度とする、です。

参考資料

  • 原子の構造(質量数=陽子数+中性子数、同位体=陽子数が同じで中性子数が異なる、電子の質量は陽子の約1840分の1)、原子量(¹²C基準)、物質量(アボガドロ定数の粒子で1モル)、周期律は、化学(原子の構造・物質量)の基礎による。
  • 過去問の問われ方は、安全衛生技術試験協会の公表試験問題(分析に関する概論 問1、令和6年2月・令和7年8月ほか)にもとづく。誤りとされた記述は公表正答による。

この記事を書いた人

作業環境測定士 独学ノート 編集部

作業環境測定士試験を独学で受ける人のための学習ノートの編集部です。