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電子式のかきかた決定版 共有結合

今日は共有結合の話をしようと思います。
でも、共有結合って説明事項が多いので、ここでやると長くなりすぎです。
そこで、今日は電子式をどうして元素記号の上下左右に描くのか?という事に絞ってお話ししたいと思います。

電子式って何か?
電子式とは「最外殻電子だけを描いたちょっと詳しい電子配置図」です。
電子配置図ってのは、原子核を中心に同心円を描いて電子を点で表したあれですね。

例、マグネシウムの電子配置図
15376569630.jpeg

あれは原子の持っている電子をすべて描きました。電子式ではこの電子の中で結合に使う電子だけを描きます。結合に使い電子とは「最外殻の電子」です。だから、一番外側の電子殻に入っているのしか描きません。

例マグネシウムの最外殻以外消しちゃう。
15376569770.jpeg

上のように最外殻の電子だけを残して消しますが、それだと何の原子だかわからなくなってしまうので消したところにMgと書きます。

さて、なぜ、最外殻電子しか描かないのでしょうか。それは、原子が結合を作るときは最外殻電子を使うからです。(遷移元素はちょっと違うのですが)

補足:僕は「電子式は最外殻電子を描いたもの」とするのは良くないと思います。むしろ、「電子式は結合に使う電子を描いたもの」として、He、Ne、Ar・・・は結合を作らないのでHe、Ne、Ar・・・の電子式は電子を1個も描かないのがいいと思います。つまり0個描く。そうすれば電子式の説明に「価電子だけを描いた電子配置図」っていう説明で通りますから。誰だろう、電子式は最外殻電子を描くってことに決めたのは。

電子式で描かれる電子の最大の個数は何個でしょう。
答えは8個ですね。電子が電子殻に詰まっていく原則の中で「最外殻の電子数は8個を超えない」っていうのがありました。電子が電子殻に入っていくときのルール

さて、ここからが教科書にははっきり書いてない大切なところです。
実は、電子式は、電子配置図より描く電子の数は少ないのですが、電子配置図よりもっと詳細な電子配置をあらわしているのです。
電子式の方が電子配置図より詳しい電子配置をあらわしている。

皆さんは電子配置図を教わったときに、電子軌道という言葉を使いたくなりませんでしたか。太陽の周りをまわる地球の軌道・・という言葉を使いように電子軌道と言いたくなりませんでしたか。でも、電子軌道とは言わずに電子殻といいました。その理由は、実は電子軌道といった場合は電子殻とはちがうものを意味しているのです。
で、要点だけを言いますが、
「電子殻はいくつかの電子軌道が集まったものである」
というのが実のところなのです。電子殻というのはおおよその原子核からの距離が似ている電子軌道のグループにつけられた名前だったのです。
さらに、ひとつの電子軌道には2個の電子しか入りません。逆の言い方をすると、
「電子殻は、2個の電子が入る電子軌道の集合体である。」となります。
あ、K殻だけは2個の電子が入る電子軌道1個だけからできています。
L殻は2個の電子の入る電子軌道4個からできています。
M殻は2個の電子の入る電子軌道9個が集まってできています。

ところで、電子式で描かれる電子の最大数は8個である。その最大8個の電子配置を詳しく描くには、いくつの電子軌道を描けばよいでしょうか。
答えは4つです。4軌道✖2個/1軌道=8電子
つまり、電子殻をたくさん持っていても、結合に使う電子は4つの電子軌道に入っている電子なんですね。
電子式を描くときに、元素記号の上下左右に電子を2個づつ描くというのは、この4つの電子軌道にどう電子が入っているかをあらわしてくれているのです。

ところで、原子の中で電子が電子殻に配置するときに入っていく原則は
(1)内側から入る
(2)最外殻電子数は8を超えない
(3)出来るだけ離れてばらばらに入る
というのがありました。この(3)の原則というのは電子同士がマイナスの電荷をもっているのでできるだけ離れようとするという意味なのですが、その原則に基づくと、電子軌道に電子が入るときは、まずは「できるだけ異なる電子軌道に入っていこうとする」という原則になります。
例えば、炭素の電子式は下のようではなくて
間違い炭素電子式

電子式4
という入り方です。

それでは酸素の電子式を描いてみてください。
電子式酸素

ですね。

Heは?

HeはK殻だけなので電子軌道はひとつだけです。なのでバラバラに描いてはいけません。
電子式ヘリウム間違い
ではなくて
電子式ヘリウム正
となります。

今日の説明は以上です。









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決定版 電子式ではなぜ電子を2個ずつ上下左右に描くのか。


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