電荷は電気現象を考える上での根源となるものです。原子の中には正の電荷を持つ陽子、負の電荷を持つ電子があります。(原子の中には中性子もありますが、中性子は電荷を持たないので説明を割愛します)左の図はヘリウムの原子構造です。元素番号2番のヘリウム原子は2つの陽子と2つの電子を持ち、陽子の周りを電子が回っています。陽子と電子の電荷量の絶対値は同じなのでヘリウム原子全体を考えると電荷量はゼロとなり、つりあっている状態です。元素番号3番のリチウムは最も原子模型がシンプルな金属です。リチウム原子全体ではヘリウム原子同様、電荷量はつりあっていますが、電子は一番内側の軌道(第一軌道)の定員が2個と決まっているので、1個はその外側の軌道(第二軌道)を回ります。1個だけ第二軌道を回っている電子は陽子から遠いため、陽子からの引力が弱く移動しやすい状態です。また、第二軌道の電子の定員は8個のため、7個分は空いている状態です。よって、第二軌道に1個だけある電子は第二軌道の中でも自由に移動することが出来ます。この電子のことを自由電子と呼びます。また、電荷移動する現象は、私たちが「電流が流れている」と認識している現象です。よって、一番外側の軌道に1つだけ電子を持つ原子構造の物質は「移動が自由な電子がある＝電流が流れやすい」物質ということになります。銅や金、銀などが同じ構造です。「電荷が移動する＝電流が流れる」ということは、ここから先の大切なキーワードとなりますので、覚えておいてください。
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