受験基礎化学 6.電子配置

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原子の状態

 

電子殻…原子核の周りを回る電子が通ってよい軌道。

    内からK 殻、L 殻、M 殻……と呼ぶ。

 

Kp.40-1

 

K殻以外は定員8個ちょうどが一番安定している状態である。通常、最外殻を8個にしたがっている。

 

Kp.40-2

 

 

 

原子が増えていくときの電子の入り方

 

Kp.40-3

 

※HeのK殻やNeのL殻のように、最大数の電子が収容された電子殻を閉殻という。

 

 価電子

最外殻電子のうちで結合に関与する電子。

(通常は最外殻電子=価電子であるが、希ガスの場合のみ価電子は0(結合しないので)という。)

 

   ニューグローバル問題16

 

電子は原子核の周りをクルクル回っていると考えるのだが、とりあえず回り方にルールってもんがあるわけだ。

まず、原子核に一番近いところから順に電子殻(電子が通れる道)がいくつかあって、内側からK殻、L殻、M殻、N殻と続く。

電子の入り方は、原子番号順だ。K殻に1つ電子が入っているものがHで、2つ入っているものがHeとなる。

次にL殻に8個まで入る。(Li〜Ne)

さらに次にM殻に8個入って(Na〜Ar)、そしてN殻に2つでとりあえず原子番号20番までの電子配置を書いておいた。(下表)

つまり、電子の入り方を見ると、その原子が何であるかを知ることができる。

 

実際にはK殻は2個、L殻は8個、M殻は18個、N殻は32個まで入ることが

できるが、それはテストでは「最大収容電子数はそれぞれの電子殻で何個ずつですか?」みたいな感じでしか出ない。

だから、今、みんなに覚えて欲しいのは原子番号20までの電子の入り方だ。

ちなみに、最外殻の電子が8個(K殻だけは2個)になったとき閉殻といい、閉殻状態は超安定であるために、他の元素とはほとんど結合しない。

つまり化合物を作りにくいというわけだ。

そういう化合物を作らない閉殻の元素は希ガスと呼ばれ、周期表の一番右の列(18族)に属している。

なお、最外殻電子とは、電子殻の最外殻にある電子のことをいう。

価電子とは最外殻電子のうちで反応に寄与できる電子をいう。

一般的に反応に寄与するのは最外殻の電子であるために、最外殻電子=価電子で

あるのだが、希ガスだけ(つまり閉殻の状態)は反応することがないと考えるので、価電子はと答えよう。

 

   ニューグローバル問題17

 

 

 

 

原子の電子配置

 

Kp.42-1

 

   ニューグローバル問題18

 

これは電子殻に電子が入る順番を並べた周期表だ。

第1周期(HとHe)では、K殻に電子が入り、第2周期ではL殻に…第3周期、第4周期とM殻、N殻へと電子が入っていく。

すべての原子は希ガスの電子配置になりたいので、それを基にイオンの価数が決まる。

 

例をあげてみよう。

Fは原子番号9番なので陽子は9つである。

だから、第1周期K殻に2つ、第2周期L殻に電子が7つ入っている。

Fが希ガス型の電子配置になるとすれば、となりのNeになるのが一番近い。

つまり電子を1つもらえばいいことになる。

陽子の数はFの場合9個であるにも関わらず、電子が10個が安定なので、Fの場合はFになりやすい。

 

同じようにOは電子を2つもらえば、Ne型になることができる。だからO2−安定だ。

陽イオンの場合は逆で、ナトリウムで考えてみるとしよう。

ナトリウムは原子番号が11だから、陽子が11個ある。

最外殻のM殻には1つあるだけなので、これを放出すればNe型になることができる。

つまりNaがイオンになるときには、Naなのである。

同様にMgはMg2+となったときにNe型になることが出来る。

今、その原子がイオンになる場合、電子を出すのと電子をもらうのはどちらが簡単かを考えて、陽イオン、陰イオンを決める。

4つの電子をもらうか、受け取らないといけない14族は、他の族に比べて圧倒的にイオンになりにくい。

1族…1価の陽イオン  2族…2価の陽イオン   

13族…3価の陽イオン  15族…3価の陰イオン  

16族…2価の陰イオン  17族…1価の陰イオン

である。

どの原子がどういうイオンになるかがわかると、化合物が楽に書けるようになる。

すぐに完璧に覚えよう。

 

ニューグローバル問題21

 (「元素の性質と周期表」についてはこちら)

 


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