殻について

質問

例えば、Ｋ殻には２つしか電子が入らないといいます、なぜ３つ入らないのでしょうか？なぜ電子は決まった数しか殻に入れないのでしょうか？
　どうか、教えて下さい、お願いします！

回答No.2

hiropi- · ベストアンサー

これを説明するには原子軌道について知っておく必要があります

原子軌道には「ｓ軌道」「ｐ軌道」「ｄ軌道」という軌道が存在し、磁気量子数の関係からそれぞれ１種類、３種類、５種類存在します。これを『波動方程式』という式を解いて出された『エネルギー準位』という値が低い順に、1ｓ軌道、2ｓ軌道、2ｐ軌道、3ｓ軌道、3ｐ軌道、3ｄ軌道、4ｓ軌道・・と言う具合に電子が空間を移動できる場所が設けていきます。

１つの軌道に収容できる電子数は２個で、これは２個以上になると電子間に『クーロン斥力』という力が働き、不安定な状態となります。また、電子が核の正電荷を遮蔽するという理由もあります。この理由に関してはとても難しいので、１つの軌道上には２つしか入らないと頭に入れて置いてください。

つまり、Ｋ殻には１ｓ軌道の電子が、Ｌ殻には2ｓ、2ｐ軌道の電子が、Ｍ殻には3ｓ、3ｐ、3ｄ軌道の電子があるということです。実際に計算してみますと、

Ｋ殻：２個の電子が１種類のｓ軌道にあるため２つ

Ｌ殻：２個の電子が１種類のｓ軌道と３種類のｐ軌道にあるため８つ

Ｍ殻：２個の電子が１種類のｓ軌道と３種類のｐ軌道と５種類のｄ軌道にあるため１８つ

いかがでしょうか？

お礼

クーロン斥力と電子による正電荷の遮蔽ですか・・・、がんばって調べてみます！　どうもありがとうございました

回答No.3

greatcat

電子が,フェルミ粒子であるためです。電子交換に対して波動関数が対称にならないためです。ボーツ粒子は,無限に同じ空間に入れることができます。光などは,ボーツ粒子なのでコヒーレントな状態にすることができます。

お礼

フェルミ粒子であることも関係してたんですか！さっそく調べてみます。どうもありがとうございました

回答No.1

children

電子の軌道とは電子の持つエネルギーの状態であり、電子は同じエネルギー状態に１つしか存在できないという決まりがあります（パウリの排他率）。
　さらに電子はスピンというものがあります。ここでは回転の向きだと思ってください。↑（上への回転）↓（下への回転）の２つがあります

　次に電子軌道についてですが電子は決まったところにしか存在できません（この場所によって電子の持つエネルギーが決まってきます）。この存在する場所（エネルギーの状態）のことをK殻、L殻、M殻・・・と呼んでいます。
　ではK殻ですがここには２つの電子が存在しています。つまり軌道も２つあるわけです。これを１S軌道と呼びます。この軌道には↑スピンの電子、↓スピンの電子の２つが入ることができます。
　さらにL殻になると２S軌道と２P軌道があります。２S軌道はさっきと同じですが、２P軌道はxyzの各軸方向へ伸びた形（px、py、pzの3種類）になっており三種類あります。それぞれにスピンがあるので８この電子が入ります。

わかりづらい説明で申し訳ありませんが詳しい図などは図書館の書籍などにあると思います

お礼

もう一度、スピンの図を見てみたいと思います。どうも、ありがとうございました。