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原子の電子配置について

■ はじめに

 「原子は物質を構成する最小の粒子である」という説明を見かけます。科学の研究の歴史の中では、確かにそのように考えられている時期もあったことでしょう。しかし、より詳しく研究を進めてゆく中で、「原子はより小さな粒子で成り立っている」ということが突き止められています。

■ 原子の構造

 原子のつくりは大まかには、原子核と電子の2つの部分から成り立っている、と言えます。原子の中心には原子核という粒子があり、原子核の周囲を電子という粒子が取り囲んでいます。

○ 電子

 電子は、電池のマイナス極と同じ電気を帯びた粒子です。その電気の強さは、1.6×10-19[C]という値になります。この強さがどれくらいのものか、ということはここでは省略します。それよりも、電子を図にするときに、マイナスの電気を帯びた粒であることから○に-を添えて表すことを強調しておきます。

○ 原子核

 原子核は、電池のプラス極と同じ電気をおびた「つくり」です。原子核は、陽子と中性子に分けられることから、あえて「つくり」と表現しました。

・陽子

 陽子は、電池のプラス極と同じ電気を帯びた粒子です。その電気の強さは、電子と同じ1.6×10-19[C]という値になります。陽子を図にするときには、○に+を添えて表します

・中性子

 中性子は、プラスの電気もマイナスの電気も帯びていない粒子です。中性子を図にするときには、ただの○で表します

・原子核の表し方

 原子の質量を考えるとき、中性子を無視するわけにはいかなくなります。しかし、ここでは原子の質量のことを論じるつもりはありません。そのため、中性子の存在はすみに置き、原子核の中にある陽子の数にだけ注目して話を進めてゆきます。

 原子核の中の陽子にだけ注目するとき、陽子の数と+を○で囲って原子核を表すことが多いです。

ヘリウム(ヘリウム-4)のつくり

■ 電子殻

○ 電子殻について

 原子の中の電子は、原子核の周りに、層をつくって存在していることが知られています。原子の中において電子が存在する層のことを電子殻といいます。

 ふつう、1つの原子の中には、何層もの電子殻があります。このため、アルファベットを使って呼び分けます。原子核に最も近い電子殻を「K殻」と決め、原子核から遠ざかるにつれて「L殻」「M殻」「N殻」「O殻」・・・という具合に、アルファベット順に名付けてゆきます。

○ 電子殻に収容できる電子の数について

 それぞれの電子殻に収容できる電子の数には限界があります。例えば、K殻は電子を2個まで収容することができ、3個以上の電子を収容することはできません。

 電子殻に収容できる電子の数は、原子核から遠い電子殻ほど多くなります。原子核から遠いほど、電子殻が空間的に大きくなるからです。


■ 原子の電子配置

 原子の中の電子は、いくつかの電子殻に分かれて存在しています。電子殻に収容できる電子の数には限界があるためです。