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単語帳
高校1~高校2年生 (15-17歳)

電子配置

Electron Configuration

電子は積み上げ原理、パウリの排他原理、フントの規則に従って軌道に入ります。 エネルギーの低い軌道から埋め、一つの軌道にはスピンが反対の電子が最大2個まで、同じエネルギーの軌道ではまず不対電子を配置します。 原子番号が変わると電子配置が変わり、不対電子の数は磁性や化学的性質ともつながります。 このページでは原子番号を変え、軌道エネルギー図で電子配置がどう積み上がるかを確かめます。

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
実際に解いてみる
例題 1
ナトリウム(Na, 原子番号 11)の基底状態の電子配置を書け。
1
構成原理に従い、エネルギーの低いオービタルから11個の電子を埋める。
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
2
各オービタルの電子数を足して原子番号と一致するか確認する。
電子数の合計 = 2+2+6+1 = 11
1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
最後の電子が3sに1個 → ナトリウムは1族金属、最外殻電子1個。
例題 2
酸素(O, 原子番号 8)の電子配置と不対電子の数を求めよ。
1
8個の電子を構成原理で埋める。
1s² 2s² 2p⁴
2
2pの4個の電子をフントの規則に従って配置する。
2p オービタル: ↑↓ ↑ ↑ → 不対電子 2個
1s² 2s² 2p⁴, 不対電子 2個
フントの規則で先に1個ずつ埋めるため、2p⁴では不対電子が2個残る。
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
2022 評価院 模試 化学Ⅰ 類題
基底状態の原子の電子配置が 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ である元素は?(原子番号で判断)
F
Ne
Na
Cl
Ar
④ Cl
1
電子数の合計 = 2+2+6+2+5 = 17
2
原子番号17の元素を探す。
原子番号 17 → Cl(塩素)
🎯 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
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原子模型の変遷
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周期表と元素の性質
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