化学Ⅰ›原子の世界

電子配置

Electron Configuration

電子はどこに入るか?
💡 例え:アパートの階入居
①1階(1s)から埋める → 構成原理(アウフバウ)
②1部屋に最大2人、スピン反対 → パウリの排他原理
③同じ階なら各部屋1人ずつ先に → フントの規則
④この3つが電子配置を決める
原子番号別の電子配置
6
🔍 スライダーで確認!
①Z=1(H):1s¹ — 1個の電子
②Z=6(C):1s²2s²2p² — 2pでフント規則!
③Z=10(Ne):2p完全に埋まる → 希ガス
④Z=19(K):3dより4sを先に埋める(エネルギー逆転)
3つの規則
構成原理(アウフバウ)
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p
エネルギーの低いオービタルから埋める
パウリの排他原理
1オービタル最大2個(↑↓)
同じ量子数を持つ電子は存在しない
フントの規則
同じエネルギーのオービタル → 不対電子を先に
電子間の反発を最小化する配置
💡 不対電子と化学的性質
①不対電子が多いほど磁性↑(常磁性)
②全電子が対 → 反磁性
③遷移金属(3d)の多様な酸化数 = 不対電子のため
④同族なら最外殻電子数が同じ → 性質類似
総まとめ
最大電子数
各主殻(n):最大2n²個
n=1→2, n=2→8, n=3→18, n=4→32
オービタル別最大電子
s=2, p=6, d=10, f=14
副殻(l)1つに2(2l+1)個
🎯 試験ポイント
①電子配置を書く:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶...
②4sが3dより先に埋まる(エネルギー逆転)
③希ガス(He, Ne, Ar) = 完全充填 = 安定
④不対電子の数 — 磁性·結合関連
⑤イオンの電子配置:陽イオンは最外殻から除く