原子の電子構造は現在の化学ではどのように理解されているのですか?

A 回答 (4件)

原子スペクトル?


原子の固有振動数のことでしょうか?

ちなみにエネルギーは光の振動数、つまり、光のエネルギーに換算することができます。
通常、電子のエネルギーは自由電子では単純なクーロンポテンシャルですので二次曲線を描きます。
しかし、原子数の多い原子に束縛された電子は電子-電子間、電子-原子間の相互作用が合わさるので複雑になります。
シュレディンガー方程式によりある程度の見当が付けられています。

電子のエネルギーを決定するパラメーターは下記の通りです。
主量子数(これはボーアモデルにおけるK殻、L殻、M殻に相当します)
全角運動量(s軌道、p軌道、d軌道に相当)
スピン角運動量(電子の自転:+1/2、-1/2)
それぞれ、エネルギー状態が違います。

通常、電子のエネルギーはある軌道の電子を無限遠に叩き出すためのエネルギーのことです。
例えば、Heの電子にどのくらいのエネルギーを与えてやれば無限遠に電子が飛ばされるのか。そのエネルギーを電子のポテンシャルエネルギーと呼びます。

でも、原子スペクトルか……

内殻の電子を叩き出した後、外殻の電子が内殻に落ちてきます。
その時、内殻と外殻のエネルギー差分の光が発生します。
これのことかな?

……ちょっと、質問のまとが絞れてないような気がしますね。
もう少し、この質問のバックグラウンドを教えてください。
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他の質問も拝見させて頂きました。

その内容からすると、
おそらく「電子軌道とは?」ということを知りたいのでしょうか?
だとすると、以下のHPが役に立つと思われますが。

参考URL:http://www.gavo.t.u-tokyo.ac.jp/~hosoyama/chemic …
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 質問を具体的にされた方が良いと思います。

この質問で思い起こされることとして、(1)ある原子の電子軌道、例えばs軌道,d軌道,f軌道の事? (2)各軌道の電子雲に関する話? (3)それぞれのエネルギーレベルと混成軌道の事? (4)核磁気分裂的な話? この中に聞きたいことがあるでしょうか? それとも、これ以外のことでしょうか?

この回答への補足

すみません。漠然としすぎでした。原子スペクトルと、エネルギー量子の概念がいまいち理解できなくて困っています。試験問題だったのですが、おそらくその概念を用いて答えればよかったのだと思うのですが・・・。自分自身、何を質問したかったのかわかってなかったようです。すみませんでした。

補足日時:2001/07/23 23:28
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質問が漠然としていて,回答に困ります.


ある程度のことでも,本一冊,あるいは講義一学期分になってしまいます.

どういう立場,どういう意図のご質問でしょうか?
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Qイオンの形成について質問です。希ガスではない原子が希ガスの電子配置と同じになろうとする時に電子を放出

イオンの形成について質問です。希ガスではない原子が希ガスの電子配置と同じになろうとする時に電子を放出したり受け取ったりして〜価の陽イオンになったり〜価の陰イオンになったりすると思います
ですが、水素はヘリウム原子の配置にはなりたくないのでしょうか安定するのに
H+はいったい誰の配置になったんでしょうか?

Aベストアンサー

形式的にHeの電子配置になることはあります。その時にはH-になります。
H+は電子を持ちませんが、実際の溶液などにおいて、H+がそのままの状態で存在することはありません。何かとくっついた状態になります。たとえば水中であれば水とくっつきます。そのため、H+ではなく、H3O+と表記することが多いです。H+側のイオンとは異なり、電子を持たず、原子核だけなので、比較的容易に他の物質の電子対を利用した結合を作ります。
希ガスの電子配置なりたいとか言ったことはもののたとえであり、当然、原子がそういう願望を持っているわけではなく、そういう状態が安定であると考えれば物事の説明をしやすいというレベルの話です。したがって、常にそれが絶対的な判断基準になるわけではありません。

Q立方最密充填構造(面心立方格子構造)をとる原子と、 六方最密充填構造をとる原子があるようですが、、

立方最密充填構造(面心立方格子構造)をとる原子と、
六方最密充填構造をとる原子があるようですが、、

二つの構造は、「見る角度が違うだけで同じ配列」といったことを書かれているページが多いです。

しかし、配列が同じなら、どうして

立方最密充填構造(面心立方格子構造)をとる原子
* ネオン(Ne)
* アルミニウム(Al)
* アルゴン(Ar)
* カルシウム(Ca)
* ニッケル(Ni)
* 銅(Cu)など

と、
六方最密充填構造をとる原子
ベリリウム(Be)
マグネシウム(Mg)
スカンジウム(Sc)
チタン(Ti)
コバルト(Co)
亜鉛(Zn)など

が存在しているのでしょうか?


「見る角度が違うだけで同じ配列」であるなら、
上記の原子は、どちらの最密充填構造もとることになると思うのですが。

Aベストアンサー

大学の専門書でも、面心立方格子と六方最密充填格子は明確に最密充填構造ではあるけれど、面の配列仕方が異なると書かれています。
積層する面の配列仕方は、材料の強度特性に大きく影響してくるので、面心立方と六方最密が「同じ配列」とは絶対に教えないですね。

面心立方格子を持つ金属は、身近なものでは、Al、Cu、Au、Pb、Ag等がありますが、
これらは塑性加工がし易くよく伸びる性質を持っています。

六方最密充填格子を持つ金属で身近にあるのは、Mg、Ti、Zn、辺りですが、
Tiは比較的、六方晶系金属の中でも塑性加工がしやすいですが、
MgやZnでは結晶構造からくる性質で加工性が難しくなっていきます。

結晶構造の話は古典的な学問なのですが本当は難しいですね。

Qアルゴン原子(18)Arと同じ電子配置をもつもの?

【問題】次のイオンのうち、アルゴン原子(18)Arと同じ電子配置をもつものはどの組み合わせか。

【選択肢】
(A)…(9)F- (11)Na+
(B)…(9)F- (20)Ca2+
(C)…(17)Cl- (19)K+
(D)…(16)S2- (11)Na+
(E)…(8)O2- (3)Li+
※( )内の数字は左下につく小文字
※「-」「+」は右上につく記号   のようです。

【回答】
(C)

電子配置について、先日こちらで教えていただきましたが、
「同じ電子配置」・「違う電子配置」とは、何を(どこを)見てどのように判断するのですか?
(18)Arとの問題文を見て、18に一番近い数値の(C)を選んだら、たまたま正解だったのですが、
本当はどのように判断するのですか?

頭が悪すぎて、先日いただいたご解説にもついて行けなくて、
ホント申し訳ないとは思っているのですが、何ぶん試験が近いので、
お力添えをお願いします。

よく考えてからお返事したいので、お礼が遅くなることがございます。

Aベストアンサー

 既に回答がありますが,もう少し基本的(初歩的)な事を補足致します。

> ※( )内の数字は左下につく小文字
> ※「-」「+」は右上につく記号   のようです。

 これらの意味はお解りでしょうか。左下に付く数字は「原子番号」と言って,「各原子に対して,原子核中の陽子の数に基づいて振った番号」です。この番号は陽子の数を表していますが,同時に原子が持っている電子の数でもあります。

 右上に付く「-」や「+」の記号は,各原子が何価のイオンになっているかを示しています。例えば,「+」は「+1価のイオン」ですし,「2-」は「-2価のイオン」です。ここで,電子は-電荷を持っていますから,+のイオンは電子が減っている状態であり,-のイオンは電子が増えている状態です。いくら減ったり増えたりしているかを示しているのが,上記の+や-と一緒に書いてある数字です。

 これで各原子やイオンの電子数は求まりますよね。以下,具体的に2~3書いてみます。

【 (19)Ar 】
 原子番号が 19 ですから,原子としては 19 個の電子を持っています。「+」や「-」が付いていませんから,電荷は持っておらず,電子数の増減はありません。
 ⇒ 電子数 19

【 (9)F- 】
 原子番号9ですから,原子としては9個の電子を持っています。「-」がありますから,-1価のイオンになっています。つまり,電子が1個増えています。
 ⇒ 電子数 9+1=10

【 (20)Ca2+ 】
 原子番号 20 ですから,原子としては 20 個の電子を持っています。「2+」がありますから,+2価のイオンになっています。つまり,電子が2個減っています。
 ⇒ 電子数 20-2=18

 以下,同様に計算して同じ電子数になるものがあれば,それが「同じ電子配置をもつもの」です。

 既に回答がありますが,もう少し基本的(初歩的)な事を補足致します。

> ※( )内の数字は左下につく小文字
> ※「-」「+」は右上につく記号   のようです。

 これらの意味はお解りでしょうか。左下に付く数字は「原子番号」と言って,「各原子に対して,原子核中の陽子の数に基づいて振った番号」です。この番号は陽子の数を表していますが,同時に原子が持っている電子の数でもあります。

 右上に付く「-」や「+」の記号は,各原子が何価のイオンになっているかを示しています。例えば,「+」...続きを読む

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Aベストアンサー

#1です。レス有り難うございます。
中途半端だなー。その際は構造決定はあきらめなさい。なぜなら構造化学に限った参考書など全く売れないから無いし……、ネット上の「教え魔」のHPやブログをあさる程度。

Q原子の電子配置について

原子の電子配置は、高等学校の教科書にあたりまえのように記述されていますが、どのようにして調べたのでしょか。ご存知のことがあれば教えて下さい。

Aベストアンサー

原子に電磁波を照射して電子の軌道を励起させると,特定の波長の吸収が起ったり(原子吸光),あるいは,励起した電子が安定な軌道に戻る際に,特定の波長の蛍光を発します。
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Q化学についてです。 イオンとは、電気的に中性ではない原子、または原子団をイオンという。 と書いてある

化学についてです。
イオンとは、電気的に中性ではない原子、または原子団をイオンという。
と書いてあるのですが

授業では、一つの原子に含まれる陽子の数と電子の数は同じと習いました。
中性でないということは、陽子と電子の数が異なるということですよね?

なぜ、イオンが生成されるのかがよくわかりません! 教えてください!

Aベストアンサー

原子に含まれる最も外側の電子が何処かへ行くと、電子は電気的にマイナスなので、原子は電気的にプラスになります。これが陽イオン。

この反対に電子が原子に取り込まれると電気的にマイナスになります。
これは陰イオンです。

電気的に中性でも、原子の種類によって陽イオンになりやすい、陰イオンになりやすいというのが決まっています。

どの原子が陽イオン、陰イオンになりやすいのかは覚えるしかありません。

例えば、水素は電気的に中性ですが、もともと電子を失って陽イオンになりやすい性質を持っています。

原子が電子を放出するには、原子核が電子を電子軌道に束縛している力に匹敵するエネルギーが必要で、これをイオン化エネルギーと呼びます。

電子は光子を吸収したり、原子同士の衝突によりエネルギーを受け取ってエネルギー状態が高くなり、一定以上のエネルギーを超えると軌道を離れて別の原子の軌道へ移動します。

移動先の原子の電子軌道に入った電子は、前に飛び出した時に得たエネルギー分のエネルギーを放出して安定化します。

塩を水に溶かした時などには、眼には見えないけれど、エネルギーの受け渡しが頻繁に起きていて、NaClがNa+イオンと、Na-イオンになって水中に存在します。

この状態が一番安定してるんですね。


原子も人間と同じで、安定が好きなんです。

原子に含まれる最も外側の電子が何処かへ行くと、電子は電気的にマイナスなので、原子は電気的にプラスになります。これが陽イオン。

この反対に電子が原子に取り込まれると電気的にマイナスになります。
これは陰イオンです。

電気的に中性でも、原子の種類によって陽イオンになりやすい、陰イオンになりやすいというのが決まっています。

どの原子が陽イオン、陰イオンになりやすいのかは覚えるしかありません。

例えば、水素は電気的に中性ですが、もともと電子を失って陽イオンになりやすい性質を持って...続きを読む

Q原子の電子配置の作図

原子の電子配置の作図の仕方を
くわしく教えてください


例として
H、C、O、Ne、Na、Cl

などを使って説明していただけると
うれしいです

Aベストアンサー

質問が漠然としすぎています。どういう意図でどのようなレベルのものを求めるかによって答は違います。
高校生であれば、教科書なり参考書を見れば、少なくとも同じようなものが書かれているはずです。後は原子番号に応じて電子を増減するだけのことです。

Q原子は他の原子から電子を取ったり放出したりしますが、それによって原子そのものの性質は、どの様に変わる

原子は他の原子から電子を取ったり放出したりしますが、それによって原子そのものの性質は、どの様に変わるのですか?

Aベストアンサー

追加ですが中性子星の事です。

Q原子の電子配置の覚え方。

この前、授業で電子配置を習って、
1~20まで覚えないといけないんですが、
覚えれません。
前に先生がチラッとは言ってくれたんですが、途中までで・・・
で、
スイヘーリーベーぼく の ふね
H  He  Li  Be B C N O F Ne
まで、言ってくれたんですが、この後は言ってくれませんでした。
残りの11~20
(Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca)
の覚え方があったら教えてください!!

Aベストアンサー

すいへいりーべぼくのふね
H  He  Li  Be B C N O F Ne
なーまがるしっぷすくらーくか
Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
でしたよ確か・・・


ちなみに、漢字を混ぜて書くと
水兵リーベ僕の舟
七曲がるシップス、クラークか

でした。

検索してみると、同じ覚え方が載っているサイトを見つけたので、載せておきます。

参考URL:http://www.bunbun.ne.jp/~ky-sugi/garou/ilust/hhelibe.htm

Q原子構造と化学結合

1 短周期型と長周期型周期の特徴を述べよ。
2 水の分子量(18)に似かよった分子の沸点は次のようである。
      物質      分子量    沸点(℃)
     メタン(CH4)   16      -161
     アンモニア(NH3) 17      -33
     水(H2O)     18      +100
     フッ化水素(HF)  20      +19
     ネオン(Ne)    20      -246
 なぜ水が異常に高い沸点をもつのか考察せよ。
この問題に答えられるかたいませんか?
問題が解けなくて困っています。

Aベストアンサー

えっと・・・
極性分子どうしの結合は、分子間力の他に静電気力が加わるため、結合力は
強くなっています。特に水分子は、HとOの電気陰性度の差が大きいため、
極性が強く、分子間には静電気力による結合が生じます。このような結合
を水素結合というのはわかりますよね?
水の沸点が異常に高いのは、この水素結合を切らないと水分子が気体に
なれないからです。
わかりましたかね・・・?がんばってね☆


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