原子と周期表

ワイは原子、ようわからんけど、電子が軌道周りに存在しとるらしい。

KLMN殻ってのがあってなあ、電子が存在出来る場所みたいなのを、区分して、教えてるらしい。

電子殻っていってな、電子が存在できる特定の場所ってわけやな、基本原子核の周りなんやわ。

2n²っていう数が、それぞれの電気殻に入るんやわ。KLMNな。
最も外側を最外殻っていって、最外殻に存在する電子を最外殻電子っていうらしいけれど、仰山、単語を作って、憶えさせようとするのは、負担になるし、酷い話やで。

ヘリウムとかネオンとかの希ガスは、最外殻の電子が一杯一杯で埋まっとる、最外殻が埋まっとる状態を閉殻っていうよ。

ちな、中性原子では、基本、陽子の数は電子の数やからな。
陽子の数は原子番号でもあるのよ。

メンデレーエフさんは、元素を原子量の順に並べてみると似た性質のものが周期的に現れるのを発見して、周期表を作ったんや。

まあ、並べようとよう思ったな、で周期性がある！って気づいたのだね。

世界中で使われ愛されている、元素周期表は、作られはじめたわけだ。

今では、原子番号の順に電子配列をもとにして、作られとるから、メンデレーエフさんの時代とは若干違うけれどね。

周期表は、縦を族、横を周期というのですわよ。

アルカリ、アルカリ土類、ハロゲン、希ガスというのは、周期表の族の中でも、特別な名前が付いとるやつなんやわ。

水素以外の１族がアルカリで、2族がアルカリ土類、17がハロゲン、18が希ガスって内容やですわよ。

1、2、12～18族は典型元素っていってな、HとHe以外の最外殻以外の電子数が希ガスになっとるというという特徴があるで。

3～11族は遷移元素っていってな。
最外殻数が、殆どの場合２で、時々、CrとかCuとかは１になるわよ。

ちな、大学で勉強するらしんやが、電子には軌道があるんやわ。

というのも、1s軌道やら、2s軌道2p軌道、3s軌道3p軌道3d軌道といった名称がついとるわけなんやが、sは球体みたいな形で、pは鉄アレイのような無限みたいな形で、ⅾは、よつばのクローバーみたいな、軌道をしてるわ。

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2022年から、新課程になって、どうやら、spdf軌道やら、パウリの排他律、とかフントの規則を勉強するらしいですわ。量子力学まではやらんやろがね。

それぞれの軌道には２個ずつ、電子が入るってのがあってね。

例えば、s軌道には2つ電子が入る。

s1軌道

s2軌道　p2軌道

p軌道は、３種類あって、ⅾ軌道は5種類、f軌道は７種類ある。
それぞれ、2ずつ電子が入る。

s2軌道　p2軌道は、2×1＋2×3＝8で、８個電子が入る。
k殻とⅬ殻に対応しているってわけ。

s3軌道　p3軌道　d3軌道は、2×1＋2×3＋2×5＝18で、18個電子が入る。
K殻とL殻、M殻に対応するってわけだ。
18個というのは、つまり、2ｎ²でいうと、2×3²で18だ。

下記の図は、電子殻と、電子軌道を対応させた表です。

斜めの線は、電子の入って行く順です。

炭素原子の、電子の入り方の図です。

表１の通り、下から斜めの順に、電子が入って行きます。
6個電子があるので、６つ入ってます。

２pの軌道に入る時は、別々の軌道に平行に入って行きます。

量子力学を勉強すると、詳しいことがわかるらしいです。

₂₁Sc　1s²　2s²　2p⁶　3s²　3p⁶　4s²　3d¹　
　　　K2　L8　M9　N2
4sの方が3ⅾよりエネルギーが低いから先に電子が入って行きます。
M殻にまで、電子がまだ9個入ることが出来るが、軌道をみると、先にN殻の4s軌道に２つ電子が入る。

Zn亜鉛まで、N殻の個数は変わらず、ずっとM殻に電子が入り続ける。

₃₀Zn　1s²　2s²　2p⁶　3s²　3p⁶　4s²　3ⅾ¹⁰
　　　K2　L8　M18　N2

例外としてCrとCu、クロムと銅がある。

4sと3ⅾはエネルギーの差が非常に小さい。

クロムは、4s¹　3ⅾ⁵となる。

どうして、4s軌道に２つ電子が入らないのかというと、ⅾ軌道は５つ電子が入ると安定するという性質があるからだ。

銅は、　4s¹　3ⅾ¹⁰となるのだが、ⅾは電子の数が10個でも安定するからなのだという。