イオン、分子、および化合物

イオン - 元素が1つ以上の電子を寄付または受け入れる化学反応に参加すると、元素は正または負に帯電します。ほとんどの元素では、完全な価電子殻を持つために、これが頻繁に起こります。これは、半分以上の殻を埋めるために電子を獲得して起こることもあり、半分以上の殻を空にするために電子を与えることで、次に小さい電子殻が新しい完全な価電子殻となります。電荷を持つ原子—正または負—はイオンと呼ばれます。

例えば、カリウム（K）は全ての体細胞で重要な元素です。その原子番号は19です。その価電子殻にはたった1つの電子があります。この特性により、カリウムは、1つの電子を寄付する化学反応に参加する可能性が非常に高くなります。電子の損失により、カリウムの陽性の電荷はカリウムの電子の陰性の電荷よりも影響力が強くなります。言い換えれば、結果として得られるカリウムイオンはわずかに陽性になります。陽性の電荷を持つイオンはカチオンとして知られています。

また、骨や歯の構成要素であるフッ素（F）は、原子番号9を持っています。その価電子殻には7つの電子があります。フッ素は、1つの電子を受け入れるという形で他の原子と結合する可能性が非常に高いです。そうすると、電子は陽子よりも1つ多くなり、全体的に負の電荷を持つことになります。負の電荷を持つイオンはアニオンとして知られています。

イオンは正常な体の機能にとって重要であり、そのバランスの崩れは健康問題を引き起こす可能性があります。たとえば、ナトリウムイオンのバランスの崩れは心血管疾患を引き起こす可能性があります。低い血液中のカルシウムレベルはテタニー — 制御不能な無意識の筋収縮を引き起こす可能性があります。

分子 - 分子は単に2つ以上の原子が化学的に結合したものです。分子は、酸素原子間の結合によって形成される酸素ガスの分子のように、同じ元素の原子から構成される場合もあります。また、酸素原子と炭素原子の間で形成される二酸化炭素ガスの分子のように、異なる元素の原子との間で結合が形成される場合もあります。

化合物 - 化合物は、一定比率で2つ以上の原子が結合した純粋な物質です。例えば、グルコースという化合物は重要な体の燃料です。それは常に同じ3つの元素（炭素、水素、酸素）で構成されており、同じ相対量が存在します。グルコースには常に炭素と酸素の単位が6つずつあり、水素の単位が12つあります。

このテキストは Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.2 Chemical Bonds とOpenstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.1 Elements and Atoms: The Building Blocks of Matterから部分的に適応されています。