様々な学問/勉強課目をシミュレーションで解説!シミュレーター/ツール/ゲームで、いろんな学問を楽しく分かりやすく解説するサイトです!思考の改善や、効率化の話題も!
⇒ 本ブログの詳細/連絡先はコチラ!
学問系TOP 数学 物理 統計学 コンピューター 経済学 Webツール
  1. ホーム
  2. 〇学問シミュレーター/改善・効率化
  3. 化学
  4. 元素
  5. 元素の構成
  6. 電子殻(K殻,L殻,M殻…)をシミュレーターで理解しよう![化学入門]
■注目記事一覧

高校数学 教科書用シミュレーターの制作に携わりました!!

本サイトの「サイコロ シミュレーター」が熊本の特別教育テレビ授業で使われました!

コンピューターの半理基礎:半加算器の原理をシミュレーターで理解しよう!

統計学/確率入門:偏差値とは何か?をシミュレーターを用いて詳しく解説!

余命(〇〇年後に死亡している確率)/各年齢での死亡確率 判定

なぜ賭け/投資(株式/FX)市場はほとんどの人が勝てないのか?シミュレーションで解説!

サイコロ シミュレーターで解説!当たり回数が必ず一定に収束するわけではない!
 
スポンサーリンク
Twitter(更新情報)
全テーマ共通記事一覧

電子殻(K殻,L殻,M殻…)をシミュレーターで理解しよう![化学入門]

$$\newcommand\CB[1]{\textcolor{blue}{#1}} \newcommand\CR[1]{\textcolor{red}{#1}} \newcommand\CG[1]{\textcolor{magenta}{#1}}$$

前回記事から化学の分野についての解説をしていきます。化学で一番の基礎といえるのが「原子」です。

本記事では「電子殻」を解説していきます!

電子殻(K殻,L殻,M殻…)をシミュレーターで理解しよう![化学入門]

おさらい:化学の基礎の基礎。原子とは?

原子とは、「この世界を構成する最小要素」です。地球にあるもの、宇宙にあるものの全てがこの「原子」で構成されます。

原子は↓の「陽子」「中性子」「電子」の3つで構成されます。

陽子

  • 中性子とともに、中心(原子核)を構成する要素
  • 中世子と同じ質量を持つ
  • 電子とは真逆のプラスの電荷をもつ

中性子

  • 陽子とともに、中心(原子核)を構成する要素
  • 陽子と同じ質量を持つ
  • 電荷をもたない

電子

  • 原子核のまわりを回る要素
  • 陽子とは真逆のマイナスの電荷を持つ
  • 陽子/中性子と比べると小さく、質量がほとんどない

まとめると↓のようになります。

  質量 電荷
陽子 +1 +1
中性子 +1 0
電子 0 -1

*正確には電子も質量はあるが0に限りなく近い値となる

電子殻とは?

電子殻とは「電子が周回する経路の集まり」のことです。前回のシミュレーターでは全ての電子は同じ経路を回っているようなイメージで解説しました。

しかし、実際は↓のように電子ごとに回れる軌道(円)が決まっているんです!この円を「電子軌道」といいます。

各円は内側から「K殻」「L殻」「M殻」と呼びます。各殻は、定員数があり、入れる電子数が決まっているんです。その様子をシミュレーターで確認してみましょう!

電子殻(K殻,L殻,M殻)をシミュレーターを確認してみよう!

電子殻(K殻,L殻,M殻)にどのように電子が入っていくのか、シミュレーターで確認してみましょう!

シミュレーターの説明
  • スライドバーによって原子番号(陽子数)が変えられます
  • 原子は「陽子数=電子数」という定常状態になります
  • 陽子数(=電子数)が増えると、各殻の電子数がどう変わるか確認してみましょう!
原子番号
1
原子種類 1
K殻 1L殻 1M殻 1

赤で陽子緑で中性子青で電子を示しています。

電子殻の重要事項

K殻に2個、L殻に8個、M殻に16個の電子が入る

今回のシミュレーターでは陽子数=電子数18のアルゴンまでしか確認できませんでしたが、実際には

K殻に2個、L殻に8個、M殻に16個

の電子が入れられるようになっています。殻によって、入れる数が違うんです。一般法則でいうと、K殻を1番目,L殻を2番目と数えた時には↓のように定員数を定義できます。二次関数的に定員が大きくなっていきます。

電子軌道(殻)の定員数 = \(2n^2\)

(基本は)内側の殻から入っていき、いっぱいになったら次の殻が使われる

今回のシミュレーターで観察すると分かるとおり、「電子は内側のK殻から入っていく」動きになります。そしてK殻がいっぱいになったらL殻、それがうまったらM殻と埋まっていきます。

↓先に内側の殻が使われる

ただし、原子番号が大きくなっていくと、先に外側の殻の軌道に電子が入るという逆転も発生します。

K殻,L殻,M殻の後に、N殻、O殻、P殻もある

今回は一般的な高校の範囲で使われるM殻まででシミュレートしましたが、実際にはM殻の後にN殻、O殻、P殻もあります。どんどん中心から離れていくので、その分大きな周回軌道になります。

まとめ:原子は何個かの電子軌道(周回円)をもっている!

今回解説したように、原子の電子は同じ個所を回っているわけではありません。実際は何個かの円(電子軌道)があり、それぞれに定員があります。これら全て合わせて「電子殻」と呼びます。

次回は元素の記号での表し方を説明します!
 

「電子殻(K殻,L殻,M殻…)」まとめ

  • 電子は何個かの軌道があり、内側からK殻,L殻,M殻…と呼ばれる
  • それぞれの軌道には定員数があある
  • 内側の軌道から電子は入っていき、それがいっぱいになったら次の軌道に配置される

 


⇒「元素の構成」カテゴリ記事一覧

その他関連カテゴリ




お気軽にコメントお願いします!

Your email address will not be published.




記事カテゴリ