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希ガス構成 – 簡略化された電子構成

化学では、希ガス構成 は、原子の電子配置を簡単に記述する方法です。希ガス配置を使用する理由は、原子番号が大きい原子では完全な電子配置が非常に長くなるためです。

希ガス配置の書き方と、全 118 元素の電子配置のリストを以下に示します。

希ガス構成の書き方

希ガスの構成は、周期表の元素の前に発生する希ガスのコアと、原子の価電子の電子構成を示します。ただし、価電子の数を見つけるには、完全な電子配置の書き方を理解する必要があります。

希ガス構成を記述する手順は次のとおりです:

<オール>
  • 原子の電子数を求めてください。中性原子の場合、これは原子番号と同じです。 (イオンの場合、電子の数は陽子の数と同じではありませんが、それ以外の場合は同じ手順が適用されます。)

  • 電子殻とエネルギー準位を電子で埋めてください。

    各 s 殻は最大 2 個の電子を保持します。
    それぞれの p 殻は最大 6 個の電子を保持します。
    各 d シェルは、最大 10 個の電子を保持します。
    各 f 殻は最大 14 個の電子を保持します。

  • アウフバウの法則に従って、完全な電子配置を書きなさい。アウフバウの原理は、電子がより高いエネルギー準位に追加される前に、より低いエネルギー準位を満たすことを示しています。力ずくで構成を記述することもできますが、図を描いて対角線をたどる方が簡単です。

    1秒
    2s 2p
    3s 3p 3d
    4s 4p 4d 4f
    5s 5p 5d 5f
    6s 6p 6d
    7s 7p
    8秒

    軌道が重なっていることに注意してください。つまり、シェルを順番に (1、2、3、4、…) 満たすだけではありません。代わりに、Madelung の規則を使用します。

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

    注:マデルングの法則は、特に一部の重い遷移金属が関係している場合、厳格な法則ではありません。相対論的効果が作用し、順序を変更します。
  • 周期表で元素の前にある希ガスを見つけます。希ガスのコアを書き、その後に価電子を書き、希ガスの配置を書きます。希ガス コアは、[He]、[Ne]、[Ar]、[Kr]、[Xe]、または [Rn] で囲まれた希ガス元素記号です。価電子は、殻を満たさない、またはオクテット規則 (希ガスを除く) または 18 電子規則 (遷移金属) を満たさない「残りの」電子です。それらを識別する簡単な方法は 2 つあります。価電子は、希ガスの電子配置を過ぎて残った電子です。それらは要素グループの特徴でもあります。たとえば、アルカリ金属には常に 1 つの価電子があります。
  • 希ガス構成の例

    たとえば、ナトリウムの希ガス配置を書きます。

    • ナトリウムの原子番号は 11 であるため、中性原子には 11 個の陽子と 11 個の電子があることがわかります。
    • アウフバウの原理を使用して電子殻を埋めると、1s 2s sp 3s の構成が得られます。上付き文字を合計し、電子の数が正しいことを再確認してください。
    • 希ガスの構成を書きなさい。周期表を見て、ナトリウムがネオンになる前の希ガスに注意してください。ネオンの電子配置は 1s 2s 2p です。したがって、希ガス コア記号 [Ne] は、ナトリウム電子配置のその部分を置き換えます。ナトリウムの希ガス構成は [Ne] 3s です。

    たとえば、ネオンの希ガス構成を書きます。

    • ネオンは希ガスですが、単に [Ne] と書いて良いと言うよりも良い結果が得られます。まず、周期表を使用して、ネオン原子の電子数が 10 であることを確認します。
    • アウフバウの原理に従い、電子殻を埋める:1s 2s 2p
    • 周期表のネオンの前に希ガスコアを使用して希ガス配置を書き、その後に価電子を書きます。ネオンの希ガス配置は [He] 2s 2p です。ネオンの原子価は 8 (2s 殻に 2 個の電子、2p 殻に 6 個の電子) であり、これは 8 重項が満たされていることを示しています。

    全 118 元素の希ガス構成のリスト

    NUMBER 要素 電子構成
    1 水素 1 秒
    2 ヘリウム 1 秒
    3 リチウム [He]2s
    4 ベリリウム [He]2s
    5 ボロン [He]2s2p
    6 カーボン [He]2s2p
    7 窒素 [He]2s2p
    8 酸素 [He]2s2p
    9 フッ素 [He]2s2p
    10 ネオン [He]2s2p
    11 ナトリウム [Ne]3s
    12 マグネシウム [Ne]3s
    13 アルミニウム [Ne]3s3p
    14 シリコン [Ne]3s3p
    15 リン [Ne]3s3p
    16 硫黄 [Ne]3s3p
    17 塩素 [Ne]3s3p
    18 アルゴン [Ne]3s3p
    19 カリウム [Ar]4s
    20 カルシウム [Ar]4s
    21 スカンジウム [Ar]3d4s
    22 チタン [Ar]3d4s
    23 バナジウム [Ar]3d4s
    24 クロム [Ar]3d4s
    25 マンガン [Ar]3d4s
    26 [Ar]3d4s
    27 コバルト [Ar]3d4s
    28 ニッケル [Ar]3d4s
    29 [Ar]3d4s
    30 亜鉛 [Ar]3d4s
    31 ガリウム [Ar]3d4s4p
    32 ゲルマニウム [Ar]3d4s4p
    33 ヒ素 [Ar]3d4s4p
    34 セレン [Ar]3d4s4p
    35 臭素 [Ar]3d4s4p
    36 クリプトン [Ar]3d4s4p
    37 ルビジウム [Kr]5s
    38 ストロンチウム [Kr]5s
    39 イットリウム [Kr]4d5s
    40 ジルコニウム [Kr]4d5s
    41 ニオブ [Kr]4d5s
    42 モリブデン [Kr]4d5s
    43 テクネチウム [Kr]4d5s
    44 ルテニウム [Kr]4d5s
    45 ロジウム [Kr]4d5s
    46 パラジウム [Kr]4d
    47 シルバー [Kr]4d5s
    48 カドミウム [Kr]4d5s
    49 インジウム [Kr]4d5s5p
    50 スズ [Kr]4d5s5p
    51 アンチモン [Kr]4d5s5p
    52 テルル [Kr]4d5s5p
    53 ヨウ素 [Kr]4d5s5p
    54 キセノン [Kr]4d5s5p
    55 セシウム [Xe]6s
    56 バリウム [Xe]6s
    57 ランタン [Xe]5d6s
    58 セリウム [Xe]4f5d6s
    59 プラセオジム [Xe]4f6s
    60 ネオジム [Xe]4f6s
    61 プロメチウム [Xe]4f6s
    62 サマリウム [Xe]4f6s
    63 ユーロピウム [Xe]4f6s
    64 ガドリニウム [Xe]4f5d6s
    65 テルビウム [Xe]4f6s
    66 ジスプロシウム [Xe]4f6s
    67 ホルミウム [Xe]4f6s
    68 エルビウム [Xe]4f6s
    69 ツリウム [Xe]4f6s
    70 イッテルビウム [Xe]4f6s
    71 ルテチウム [Xe]4f5d6s
    72 ハフニウム [Xe]4f5d6s
    73 タンタル [Xe]4f5d6s
    74 タングステン [Xe]4f5d6s
    75 レニウム [Xe]4f5d6s
    76 オスミウム [Xe]4f5d6s
    77 イリジウム [Xe]4f5d6s
    78 プラチナ [Xe]4f5d6s
    79 ゴールド [Xe]4f5d6s
    80 マーキュリー [Xe]4f5d6s
    81 タリウム [Xe]4f5d6s6p
    82 リード [Xe]4f5d6s6p
    83 ビスマス [Xe]4f5d6s6p
    84 ポロニウム [Xe]4f5d6s6p
    85 アスタチン [Xe]4f5d6s6p
    86 ラドン [Xe]4f5d6s6p
    87 フランシウム [Rn]7s
    88 ラジウム [Rn]7s
    89 アクチニウム [Rn]6d7s
    90 トリウム [Rn]6d7s
    91 プロタクチニウム [Rn]5f6d7s
    92 ウラン [Rn]5f6d7s
    93 ネプツニウム [Rn]5f6d7s
    94 プルトニウム [Rn]5f7s
    95 アメリシウム [Rn]5f7s
    96 キュリウム [Rn]5f6d7s
    97 バークリウム [Rn]5f7s
    98 カリフォルニア [Rn]5f7s
    99 アインスタイニウム [Rn]5f7s
    100 フェルミウム [Rn]5f7s
    101 メンデレビウム [Rn]5f7s
    102 ノーベリウム [Rn]5f7s
    103 ローレンシウム [Rn]5f7s7p
    104 ラザフォージウム [Rn]5f6d7s
    105 ドブニウム *[Rn]5f6d7s
    106 シーボーギウム *[Rn]5f6d7s
    107 ボーリウム *[Rn]5f6d7s
    108 ハッシウム *[Rn]5f6d7s
    109 マイトネリウム *[Rn]5f6d7s
    110 ダルムスタチウム *[Rn]5f6d7s
    111 レントゲニウム *[Rn]5f6d7s
    112 コペルニウム *[Rn]5f6d7s
    113 ニホニウム *[Rn]5f6d7s7p
    114 フレロビウム *[Rn]5f6d7s7p
    115 モスコビウム *[Rn]5f6d7s7p
    116 リバモリウム *[Rn]5f6d7s7p
    117 テネシン *[Rn]5f6d7s7p
    118 オガネソン *[Rn]5f6d7s7p

    参考文献

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