原子の電子配置の書き方

著者: Lewis Jackson
作成日: 12 5月 2021
更新日: 1 J 2024
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電子配置【高校化学】~物質の構成粒子#5~
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電子配置 原子のは、電子軌道を表す一連の数字です。電子オビタンは、原子の核を取り巻くさまざまな形状の空間領域であり、電子が整然と配置されています。電子構成により、原子内の電子軌道の数と、各軌道内の電子の数をすばやく決定できます。電子構成の基本原理を理解すると、独自の電子構成を記述して、自信を持って化学試験を行うことができるようになります。

手順

方法1/2:化学周期表を使用して電子数を決定する

  1. 原子の原子番号を見つけます。 各原子には、特定の数の電子が関連付けられています。周期表で要素を見つけます。原子番号は、1(水素の場合)から始まり、その後、原子ごとに1ずつ増加する正の整数です。原子数は、原子のプロトンの数です。つまり、基底状態の原子の電子の数でもあります。
  2. 原子の電荷を決定します。 電気的に中性の原子は、周期表に示されているように正しい数の電子を持っています。ただし、電荷を持つ原子は、その電荷の大きさに基づいて多かれ少なかれ電子を持ちます。電荷を持つ原子を使用している場合は、対応する数の電子を加算または減算します。負の電荷ごとに1つの電子を加算し、正の電荷ごとに1つの電子を減算します。
    • たとえば、電荷が+1のナトリウム原子は、基本原子番号11から1つの電子が削除されます。したがって、ナトリウム原子は合計10個の電子を持ちます。
  3. 基本的な軌道リストを覚えてください。 原子が電子を受け取ると、これらの電子は特定の順序で軌道に配置されます。電子が軌道を満たすとき、各軌道の電子の数は偶数です。次の軌道があります。
    • オビタン (電子構成の後ろに「s」が付いている任意の数)軌道は1つだけで、次のようになります。 パウリ以外の原則各軌道には最大2つの電子が含まれるため、各s軌道には2つの電子しか含まれません。
    • オビタンp 軌道は3つあるため、最大6つの電子を保持できます。
    • オビタンd 5つの軌道があるため、最大10個の電子を保持できます。
    • オビタンf には7つの軌道があるため、最大14個の電子を保持できます。次のキャッチーな文に従って、軌道の順序を覚えてください。
      Sオン Pアグレッシブ Dええと Fはい G麻痺 Hおっと ÍK来ます。

      より多くの電子を持つ原子の場合、軌道は文字kの後にアルファベット順に書き込まれ続け、使用された文字は省略されます。
  4. 電子構成を理解します。 電子構成は、原子内の電子数と各軌道内の電子数を明確に示すように記述されています。各軌道は特定の順序で書き込まれ、各軌道の電子数は軌道名の右側の上に書き込まれます。最後に、電子構成は、軌道の名前とそれらの右側に上に書かれた電子の数からなるシーケンスです。
    • 次の例は、単純な電子構成です。 1秒2秒2p。この構成は、1s軌道に2つの電子、2s軌道に2つの電子、2p軌道に6つの電子があることを示しています。 2 + 2 + 6 = 10電子(合計)。この電子構成は、電気的に中性のネオン原子用です(ネオンの原子番号は10です)。
  5. 軌道の順序を覚えてください。 軌道は電子クラスに従って番号が付けられていますが、エネルギー的に順序付けられていることに注意してください。たとえば、4s軌道は、飽和または不飽和の3d軌道よりも低いエネルギー(または耐久性)で飽和しているため、4sサブクラスが最初に書き込まれます。軌道の順序がわかれば、原子内の電子の数に応じて電子を軌道に配置できます。電子を軌道に配置する順序は次のとおりです。 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、7p、8s.
    • 電子が満たされた各軌道を持つ原子の電子構成は、次のように記述されます。1s2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d7p
    • すべての層が満たされている場合、上記の電子構成はOg(Oganesson)、118の構成であることに注意してください。これは、周期表で最も番号の大きい原子であり、現在知られているすべての電子層が含まれています。電気的に中性の原子で。
  6. 原子内の電子の数に従って、電子を軌道に分類します。 たとえば、電気的に中性のカルシウム原子の電子配置を記述したい場合、最初に行うことは、周期表でその原子番号を見つけることです。カルシウムの原子数は20なので、上記の順序で20個の電子を持つ原子の構成を記述します。
    • 20個の電子に達するまで、上記の順序で電子を軌道に乗せます。 Obitan 1sは2つの電子を取得し、2sは2つを取得し、2pは6つを取得し、3sは2つを取得し、3pは6つを取得し、4sは2つを取得します(2 + 2 + 6 +2 +6 + 2 = 20)。したがって、カルシウムの電子配置は次のとおりです。 1s 2s 2p 3s 3p 4s.
    • 注:エネルギーレベルは、電子層が増加するにつれて変化します。たとえば、4番目のエネルギーレベルに書き込む場合、4sサブクラスが最初に書き込まれます。 後で 3Dに。 4番目のエネルギーレベルを書き込んだ後、5番目のレベルに移動し、階層化の順序を再開します。これは、3番目のエネルギーレベルの後でのみ発生します。
  7. 視覚的なショートカットとして周期表を使用します。 周期表の形状が電子配置の軌道の順序に対応していることに気づいたかもしれません。たとえば、左から2番目の列の原子は常に「s」で終わり、中央セクションの右端の原子は常に「d」で終わります。など。周期表を使用して構造を記述します。図-電子が軌道に配置される順序は、周期表に示されている位置に対応します。下記参照:
    • 左端の2つの列は、電子配置がs軌道で終了する原子、周期表の右側は電子配置がp軌道で終了する原子、中央部分はs軌道で終了する原子です。 d以下は、f軌道で終わる原子です。
    • たとえば、塩素元素の電子配置を記述する場合、次の引数を作成します。この原子は周期表の3行目(または「周期」)にあります。また、周期表のp軌道ブロックの5番目の列にもあります。したがって、電子構成は最終的に... 3pになります。
    • 注意してください!周期表のdおよびf軌道クラスは、それらの周期とは異なるエネルギーレベルに対応します。たとえば、d軌道ブロックの最初の行は期間4であっても3d軌道に対応し、f軌道の最初の行は期間6であっても4f軌道に対応します。
  8. 折りたたみ可能な電子構成を作成する方法を学びます。 周期表の右端に沿った原子はと呼ばれます レアガス。これらの要素は化学的に非常に不活性です。長い電子構成を書く方法を短くするには、原子よりも電子が少ない最も近い希少ガスの化学記号を四角の括弧で囲んでから、次の軌道の電子構成を書き続けます。 。下記参照:
    • この概念を理解するために、例の折りたたまれた電子構成を記述します。レアガス構成による亜鉛還元の電子構成(原子番号30)を記述する必要があるとします。亜鉛の全電子構成は次のとおりです:1s 2s 2p 3s 3p 4s3d。ただし、1s 2s 2p 3s3pはまれなアゴニックガスの構成であることに注意してください。亜鉛の電子表記のこの部分を、角括弧()内の苦痛の化学記号に置き換えるだけです。
    • したがって、亜鉛の電子配置はコンパクトです 4秒3日.
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方法2/2:周期表ADOMAHを使用する


  1. ADOMAH周期表を調べてください。 電子構成を書き込むこの方法は、暗記を必要としません。ただし、通常の周期表では4行目以降、サイクル数が電子層に対応していないため、この方法では周期表を並べ替える必要があります。科学者ValeryTsimmermanによって設計された特別な化学周期表であるADOMAH周期表を見つけてください。この定期的な表はインターネットで見つけることができます。
    • ADOMAH周期表では、横の列はハロゲン、不活性ガス、アルカリ金属、アルカリ土類の金属などの要素のグループです。縦の列は電子層に対応し、「ラング」(対角接合)と呼ばれます。ブロックs、p、d、およびf)は期間に対応します。
    • どちらも固有の1s軌道を持っているため、ヘリウムは水素の隣に配置されます。周期的なブロック(s、p、d、f)が右側に表示され、電子層の数がベースに表示されます。要素名は1から120までの番号が付いた長方形で書かれています。これらの番号は通常の原子番号であり、電気的に中性の原子内の電子の総数を表します。
  2. 周期表ADOMAHで要素を見つけます。 要素の電子構成を書き込むには、その記号をADOMAH周期表で見つけ、原子番号の大きいすべての要素に取り消し線を付けます。たとえば、eribi(68)の電子構成を記述したい場合は、要素69から120を取り消します。
    • 周期表の下部にある1から8までの数字に注意してください。これは、電子層または列の数です。要素に取り消し線が引かれているだけの列には注意を払わないでください。eribiの場合、残りの列は1、2、3、4、5、および6です。
  3. 構成を書き込むために、原子の位置までの軌道の数を数えます。 周期表の右側に表示されているブロック記号(s、p、d、f)を見て、ブロック間の対角線に関係なく、表の下部に表示されている列の数を確認し、列を列に分割します-ブロックして書き込みますそれらは下から上に順番に並んでいます。取り消し線の付いた要素のみを含む列ブロックを無視します。次のように、列番号で始まり、ブロック記号が続く列ブロックを書き留めます。1s2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s(eribiの場合)。
    • 注:上記のErの電子構成は、電子層の数の昇順で記述されています。この構成は、電子を軌道に配置する順序で記述することもできます。列ブロックを書き込むときは、列ではなく上から下の手順に従います。1s2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s4f。
  4. 軌道あたりの電子数を数えます。 各列ブロックで消されていない電子の数を数え、要素ごとに1つの電子を割り当て、次のように各ブロック列のブロック記号の横に電子の数を書き込みます。1s2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6秒。この例では、これはeribiの電子構成です。
  5. 異常な電子構成を認識します。 基底状態としても知られる最低エネルギー状態の原子の電子配置には、18の一般的な例外があります。一般的な目安と比較すると、最後の2〜3個の電子位置から外れているだけです。この場合、実際の電子構成により、電子は原子の標準構成よりも低いエネルギー状態になります。珍しい原子は次のとおりです。
    • Cr (。。。、3d5、4s1); Cu (。。。、3d10、4s1); Nb (。。。、4d4、5s1); Mo (。。。、4d5、5s1); Ru (。。。、4d7、5s1); Rh (。。。、4d8、5s1); Pd (。。。、4d10、5s0); Ag (。。。、4d10、5s1); (。。。、5d1、6s2); Ce (...、4f1、5d1、6s2); Gd (。。。、4f7、5d1、6s2); Au (。。。、5d10、6s1); 交流 (。。。、6d1、7s2); Th (。。。、6d2、7s2); Pa (。。。、5f2、6d1、7s2); U (...、5f3、6d1、7s2); Np (...、5f4、6d1、7s2)および CM (...、5f7、6d1、7s2)。
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助言

  • 原子がイオンの場合、それはプロトンの数が電子の数と等しくないことを意味します。原子の電荷は、要素のシンボルの(通常)右上隅に表示されます。したがって、電荷が+2のアンチモン原子は、1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d5pの電子配置になります。 5pが5pに変更されていることに注意してください。 電気的に中性の原子の構成がsとp以外の軌道で終わる場合は注意してください。電子が除去されると、原子価軌道(sおよびp軌道)からのみ電子を取得できます。したがって、構成が4s 3dで終了し、アトムの電荷が+2の場合、構成は4s3dに変更されます。 3Dが表示されます絶え間ない、ただし、s軌道の電子のみが削除されます。
  • すべての原子は安定した状態に戻る傾向があり、最も安定した電子構成には十分なsおよびp軌道(s2およびp6)があります。これらの希少ガスはこの電子配置を持っているため、反応に関与することはめったになく、周期表の右側にあります。したがって、構成が3pで終了する場合、安定するために2つの電子を追加するだけで済みます(s軌道の電子を含む6つの電子を与えると、より多くのエネルギーが必要になるため、4つの電子を与えるのは簡単です。より簡単に)。構成が4dで終了する場合、安定した状態に到達するために3つの電子を与えるだけで済みます。同様に、電子の半分(s1、p3、d5 ..)を受け取る新しいサブクラスは、より安定しています(たとえば、p4またはp2)が、s2とp6はさらに安定します。
  • 原子価電子構成を使用して、要素の電子構成を書き込むこともできます。これは、最後のsおよびp軌道です。したがって、アンチモンのアンチモン原子の価数構成は5s5pです。
  • イオンははるかに耐久性があるので、それは好きではありません。この記事の上記の2つのステップをスキップして、開始する場所と電子の数に応じて、同じように作業します。
  • 電子配置から原子番号を見つけるには、文字(s、p、d、およびf)に続くすべての番号を追加します。これは中性原子の場合にのみ正しく、イオンの場合はこの方法を使用できません。代わりに、取り込んだり与えたりする電子の数を加算または減算する必要があります。
  • 文字に続く数字は右上隅に書く必要があります。テストを受けるときに間違って書いてはいけません。
  • 電子構成を記述する方法は2つあります。エリビ原子のように、電子層の昇順、または電子が軌道に配置される順序で書くことができます。
  • 電子を「押し上げる」必要がある場合があります。つまり、軌道に1つの電子しかなく、半分またはすべての電子が欠落している場合、最も近いsまたはp軌道から電子を取得して、その電子を必要とする軌道に転送する必要があります。
  • サブクラスの「エネルギー分率安定性」が電子の半分を受け取るとは言えません。それは過度に単純化されています。 「半分の数の電子」を受け取る新しいサブクラスの安定したエネルギーレベルの理由は、各軌道に単一の電子しかないため、電子-電子の反発が最小限に抑えられるためです。