カルシウム原子(Ca)
* 原子番号: 20は、20個の陽子と20個の電子を持っています。
* 電子構成: 1S²2S²2P⁶3S²3p⁶4S²
* 説明: 電子は、エネルギーレベル(シェル)とサブシェルで分布しています。最も外側のシェル(4s)には2つの電子があります。
カルシウムイオン(ca²⁺)
* 層: カルシウムは2つの電子を失い、安定した貴重なガス構成を実現します。
* 電子構成: 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶
* 説明: 4Sシェルの2つの電子が除去され、8つの電子を持つ完全な外側シェル(3P)が得られます。この構成は、Noble Gas Argon(AR)と同じです。
重要な違い:
* 電子の数: カルシウム原子には20個の電子があり、カルシウムイオンには18個があります。
* 最も外側のシェル: カルシウム原子には最も外側のシェル(4s)に2つの電子があり、カルシウムイオンには完全に満たされた3pシェルがあります。
* チャージ: カルシウム原子は中性ですが、カルシウムイオンは2つの電子の損失により+2電荷を持っています。
なぜ違いは?
原子は、高貴なガスのような安定した電子構成を実現するために、電子を獲得または失う傾向があります。この安定性は、電子の最も外側の完全なシェルを持つことから生じます。カルシウムは、2つの電子を失うことで、NobleガスであるArgonと同じ電子構成を実現し、より安定させます。