チャットファンさん 2013-09-12 17:10:02 |
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原子の周りを飛び回っている電子は、デタラメに運動しているのではなく、ちゃんとしたルールにしたがっている。
第5講では、この電子の飛び回り方を調べてみよう。
1.電子殻の構造
原子では、陽子に等しい数の電子が、原子核の周りを飛び回っている。この様子をモデル的に見ると、電子は、それぞれいくつかの軌道に別れて運動している。この電子が飛び回る軌道を電子殻(でんしかく)という。
電子殻は、下のモデルように、原子核に近い内側から順に、K殻,L殻,M殻,・・・・と名づけられている。
ボーアの原子モデル
電子殻の収容数
各電子殻には、無制限に電子が入れるわけではなく、各電子殻の電子の収容数は下表のように決まっている。
殻番号 1 2 3 4 n
殻名 K殻 L殻 M殻 N殻
収容数 2 8 18 32 2n2
電子殻は、一番内側のK殻が最もエネルギーが低い。そのため、電子は内側の電子殻から順に配置されていく。
参考
L殻の近似原子モデル
実際の電子殻は、ボーアの考えたモデルとは異なっている。例えば、L殻は一つの軌道ではなく、4つの小軌道(s軌道が1個とp軌道が3個)が立体的に合体したものと考えられる。小軌道の電子の収容数はすべて2個である。したがって、L殻の電子収容数は8個となる。実際、K殻以外の電子殻は、すべて小軌道が合体した構造になっている。
近似原子モデルで表した電子殻の収容数
殻番号 1 2 3
殻名 K殻 L殻 M殻
小軌道 1s 2s 2p 3s 3p 3d
2 2 6 2 6 10
収容数 2 8 18
2.電子殻への電子の入り方と価電子
◆ 電子の入り方
電子が電子殻に配置されていくとき、エネルギーの最も低いK殻から順に配置されていく。下の図は、原子番号が18番のアルゴンの電子が配置されていく様子をアニメーションにしたものである。
アルゴンの電子配置
アルゴン原子には、18個の電子があるが、まず、K殻が2個の電子で満たされ、次にL殻が8個の電子で満たされる。残った電子はM殻に8個入る。
●内の数字は、各原子の陽子数(正電荷数)を示す。また、円(同心円)は、電子殻で円周上の青丸は、電子を示している。
原子番号1〜18の原子の電子配置
1H 2He
3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne
11Na 12Mg
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