電子配置。

質問

★電子殻に、Ｋ殻・Ｌ殻・Ｍ殻・Ｎ殻があり、
電子数が、Ｋ殻に２個まで・Ｌ殻に８個まで・Ｍ殻に１８個まで・Ｎ殻に３２個まで
と本に書いてありました。

☆例として「１９Ｋ」というのが載っていたのですが、（※19は左下につく小文字）
この例の図には、Ｋ殻に２個・Ｌ殻に８個・Ｍ殻に８個・Ｎ殻に１個の電子が描かれています。

「★の記載」通りに考えると、Ｋ殻に２個・Ｌ殻に８個・Ｍ殻に９個となりそうですが、
そうならないのは、なぜでしょうか。

また、「Ｌ殻に８個まで」という意味が、その内側にあるＫ殻にある電子数を含むのか、含まないのかが分かりません。

電子配置は、
Ｋ殻に２個
Ｌ殻に６個（Ｋ＋Ｌ＝８）
Ｍ殻に１０個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＝１８）
Ｎ殻に１４個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＝３２）　となるのでしょうか。

それとも、
Ｋ殻に２個
Ｌ殻に８個（Ｋ＋Ｌ＝１０）
Ｍ殻に１８個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＝２８）
Ｎ殻に３２個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＝６０）　となるのでしょうか。

言葉に不備等あるかもしれませんが、よろしくお願いいたします。

回答No.2

38endoh · ベストアンサー

> Ｋ殻に２個
> Ｌ殻に８個（Ｋ＋Ｌ＝１０）
> Ｍ殻に１８個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＝２８）
> Ｎ殻に３２個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＝６０）　となるのでしょうか。

こちらが正解です。

> 「★の記載」通りに考えると、Ｋ殻に２個・Ｌ殻に８個・Ｍ殻に９個となりそうですが、
> そうならないのは、なぜでしょうか。

これは大学で習います。電子の入り方は，築き上げの原理（aufbau principle）という原理に基づいています。K 殻を 1 つの 1s 軌道，L 殻を 1 つの 2s 軌道と 3 つの 2p 軌道，M 殻を 1 つの 3s 軌道と 3 つの 3p 軌道と 5 つの 3d 軌道…と細分化し，それぞれの軌道に

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d

という順番で入ります。参考 URL はとりあえず英語版しか見つかりませんでしたが，詳しくは無機化学の教科書などをご覧下さい。

参考URL：

http://www.ucc.ie/ucc/depts/chem/dolchem/html/dict/000a3.html

お礼

< Ｋ殻に２個
< Ｌ殻に８個（Ｋ＋Ｌ＝１０）
< Ｍ殻に１８個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＝２８）
< Ｎ殻に３２個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＝６０）　となるのでしょうか。

>こちらが正解です。

これが分かっただけでも良かったです。
★以下、いただいたご説明について行けなくて、ちょっと困惑中ですが、
印刷して、もう一度よく考えて見ます。
本当にありがとうございました。

回答No.5

rei00

rei00 です。

　Tsubu_Mame さん，スミマセンでした。38endoh さんがお書きの通り，先の私の回答にはミスがあります。

38endoh さんにご指摘いただいた様に，
> 方位量子数 3 の軌道は e 軌道ではなくて f 軌道です。

　私の回答 #3 中の『４ｅ』を『４ｆ』に，『ｅ軌道』を『ｆ軌道』に，それぞれ訂正して下さい。

　38endoh さん，訂正ありがとうございました。やさしくも『純粋な打ち間違いかと思います』とおっしゃっていただきましたが，ただボンヤリしてただけです（お恥ずかしい・・・）。

お礼

一応、訂正させていただきましたが、実はご解説事態が難しくて、ついて行けませんでした。
本当にスミマセン、こんなにご丁寧にご解説をいただいているにも関わらず・・・。

本日もまた「バケ学」カテゴリにて質問させていただく予定です。
ご縁がありましたら、また、どうぞよろしくお願いいたします。

回答No.4

38endoh

補足です。rei00 さんのコメントの中にある，

> 各軌道の安定性を示す図

は，参考 URL のページの最後，“ELECTRON SPIN”というキャプションの図がそれにあたります。よく考えたらこれは高校化学でも少し触れる内容でしたね。有機化学の最初の方では混成軌道という概念が出てくると思います。

それと，rei00 さんの文章に少々訂正をさせてください。純粋な打ち間違いかと思いますが，方位量子数 3 の軌道は e 軌道ではなくて f 軌道です。s，p，d，f はそれぞれ sharp，principal，diffuse，fundamental の略です（輝線の特徴から命名）。それ以降は g，h，i …と続くそうです。

参考URL：

http://home.att.net/~lfretzin/notesP08.htm

お礼

本当に何度もスミマセン。
結局、昨日一晩考えたのですが、分かった部分と分からない部分があって・・・。
頭の悪さを実感しました。

ところで、また本日も「バケ学」カテゴリにて質問させていただく予定です。
またご縁がありましたら、よろしくお願いいたします。

回答No.3

rei00

高校生の方でしょうか？　それとも一般の方？　いずれにしても，化学は専門ではないとして回答いたします。基本は既にある回答の通りです。

　まず，電子殻をＫ殻，Ｌ殻，Ｍ殻，Ｎ殻，・・・と言いますが，もう少し細かく見ると，各「電子殻」は次の様にさらに細分化された「電子軌道」からなります。

　Ｋ殻：１ｓ　（２個）
　Ｌ殻：２ｓ，２ｐ　（２＋６＝８個）
　Ｍ殻：３ｓ，３ｐ，３ｄ　（２＋６＋１０＝１８個）
　Ｎ殻：４ｓ，４ｐ，４ｄ，４ｅ　（２＋６＋１０＋１４＝３２個）
　　・　
　　・　
　　・

　ここで，各ｓ軌道には電子は２個まで入れます。同様に，ｐ軌道には６個まで，ｄ軌道には１０個まで，ｅ軌道には１４個までの電子が入れます。

　各軌道に入れる電子の個数の上限は上記の通りですが，実際にどの軌道に何個入るかは各軌道の安定性によります。安定な軌道に多くの電子が入るほど，安定な状態になります。そのため，安定な軌道から入れるだけの電子が入っていき，上限まで入った後に次の軌道に電子が入ります。

　ここで，軌道の安定性が 38endoh さんがお書きの様になるため，「19Ｋ（電子３８個）」の場合は１ｓ２個（Ｋ殻２個），２ｓ２個と２ｐ６個（Ｌ殻に８個），３ｓ２個と３ｐ６個（Ｍ殻に８個）入った後，次に安定な４ｓ軌道（Ｎ殻）に２個入ります。

　ここまでで２０個ですから，あと１８個残っています。次に安定な３ｄ軌道（Ｍ殻）に１０個入り，その次は４ｐ軌道（Ｎ殻）に６個入ります。最後に，残りの２個の電子は，次に安定な５ｓ軌道（Ｏ殻）に入ります。

　即ち，「19Ｋ」の電子配置は，
>　Ｋ殻に２個
>　Ｌ殻に８個（Ｋ＋Ｌ＝１０）
>　Ｍ殻に１８個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＝２８）
>　Ｎ殻に３２個（Ｋ＋Ｌ＋Ｍ＋Ｎ＝６０）
となります。

　いかがでしょうか。参考 URL（高等学校＿化学＿テキスト）の「化学 Ib」の「第1章　物質の構造」の「1.3　原子の構造」も御覧になってみて下さい。各軌道の安定性を示す図もあります。

　一応「経験者」で回答内容には「自信あり」ですが，ご理解いただける説明かどうかは「自信なし」です。

参考URL：

http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/

お礼

昨夜一晩、いただいたご回答を印刷し、何度も考えたのですが、なにぶん難しすぎて・・・。
ご丁寧な解説をいただいているにも関わらず、頭がついて行けず、申し訳ないです。

ただ、何となくでも「そっか、こっちが正しいのね??」と分かっただけでも十分満足しております。

本当にありがとうございました。

回答No.1

acacia7

唐突に１ステップずつ。

１・１つの量子状態に電子は一個しか入れません。

２・１つの軌道には右左の方向を向いた電子が二つはいります。

３・殻は１以上の軌道を含みます。
　そして、それらをｓ軌道、ｐ軌道、ｄ軌道・・・とよびます。

４・電子軌道はｓは１つ，ｐは３つ，ｄは５つ、ｆは７つと軌道の数が増えます。

５．Ｋ殻にはｓ軌道だけ、Ｌ殻にはｓとｐ、Ｍ殻にはｓとｐとｄ・・
　となるので、Ｋは電子軌道が１つだから電子が２つ
　Ｌは電子軌道が４つだから電子が８つ
　Ｍは電子軌道が９つだから電子が１８こ入るわけです。

⇒つまり、それぞれの殻の容量は別の殻と別個に存在します。

６・ところで・・ｓ、ｐ、ｄ、ｆ軌道というのはそれぞれエネルギーが異なります。つまり、基本的には低いエネルギーの軌道から電子ははいりますので、ｓ、ｐ、ｄ、と入っていくわけです。

⇒「Ｍ殻のｄ軌道は実は、Ｎ殻のｓ軌道よりエネルギーが上」というのが原因で、
　Ｍ殻のｄ軌道が埋まり出す前にＮ殻のｓ軌道が埋まるのです。
　そして、Ｎ殻のｓがうまる・・つまり「Ｃａ」の次から再び、
　Ｍ殻のｄ軌道がうまりだすのです。

こんな感じでどうでしょう？

お礼

すみません、早々ご回答をいただいたにも関わらず、ご説明についていけません。
印刷して、もう一度よく考えて見ます。
とりあえずはありがとうございました。