量子力学と電子軌道:
* 電子は軌道に存在します: 原子の電子は、太陽の周りの惑星のような固定された経路をたどらない。代わりに、それらは軌道と呼ばれる空間の領域を占有します 。これらの軌道は、形状、エネルギーレベル、および保持できる電子の数によって定義されます。
* エネルギーレベルと軌道: 軌道は、エネルギーレベルの増加に配置され、最も低いエネルギーレベルは核に最も近いものです。このエネルギーレベルは、「シェル」の概念に関連付けられています。 低エネルギーレベルの電子は、核により密接に結合しています。
* サブシェルと軌道: 各エネルギーレベル(または「シェル」)は、さらにサブシェルに分割できます 、s、p、d、およびfというラベルが付いています。各サブシェル内には、異なる形状の特定の軌道があります。
「シェル」モデル:
* 単純化された表現: 「シェル」モデルは、電子構成を表す簡略化された方法です。同様のエネルギーを持つ軌道を「シェル」にグループ化します。
* 視覚補助: このモデルは、電子の相対エネルギーレベルと、各レベルに収まる電子の数を視覚化するのに役立ちます。
* 制限: シェルモデルは単純化されたモデルであり、電子挙動の複雑さを完全にキャプチャしません。軌道の形状や電子の正確な位置を正確に表すものではありません。
なぜ電子がシェルを満たすのか:
* 安定性: 電子は自然に利用可能な最低のエネルギーレベルを占める傾向があります。これは、より低いエネルギー状態でより安定しているためです。
* aufbau原則: Aufbauの原則は、電子がエネルギーを増やす順に軌道を満たすことを述べています。
* パウリ除外原理: パウリ除外原理は、原子内の2つの電子が同じ量子数(スピンを含む)を同じセットにすることができないと述べています。これは、各軌道が反対のスピンを持つ最大2つの電子を保持できることを意味します。
要約すると、電子は実際に物理的なシェルに移動しませんが、シェルの概念は、エネルギーレベルと軌道をどのように埋めるかに基づいて原子の電子がどのように組織されているかを理解するのに役立ちます。