痔になりやすい生活習慣とは?

電子配置図でなぜM殻は8個の状態が安定なのですか?

電子配置で内側から3番目のM殻は18個まで入ることができますよね。ですが、なぜ8個で安定になり、価電子が0になるのですか。

A 回答 (2件)

K,L,Mでは説明できません。

K,L,Mは輝線スペクトルに由来する便宜的なもので、これを理解しようとすると、量子論を理解しなければ無理です。今は、そういうものだと覚えておきましょう。
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M殻の9番目よりN殻の1番目の方がエネルギー準位が低いから。

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Q電子核のM殻とN殻の定員?は何個かについて

いつもありがとうございます。

K殻にはいれるのは 2こ
L         8こ
M        18こ
N        32こ

みたいなんですけど、
アルゴンだと「+18」でK殻に2こ、L殻に8こでいっぱいまではいって、M殻に8こで、全部で18こだからいいんですけど(まだM殻の定員まで達していないから)、

カリウムだと「+19」で、K殻2こ、L殻8こ、その次のM殻が8個しか入ってなくてもう後の1個はN殻にいってしまいます。

カルシウムも「+20」で、K殻2こ、L殻8こ、次のM殻が8こしか入らなくてまた次のN殻に2個はいっています。

教科書に載っているのが特別な例として、M殻が8こなのか、
やっぱり本当は(それ以外の普通のもの。が何なのかもよくわからないですが)18こ入れるのか
それか、ほんとうはM殻もN殻も8こが定員だったとしたら
18ことか32こというのは何のことかなぁと思ってよくわかりません。

もしよかったら教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

実は必ずしもKLMNの順番に電子が詰まっていくわけではありません。殻よりも軌道の種類で考えていくと良いのですが、もしかしたら学校ではまだ習っていないかもしれません。

K殻には1s軌道がひとつあり、電子が二個入ります。
L殻には2sひとつ、2pが三つの計4つの軌道があり、各軌道二個ずつの8電子が入ります。
M殻には3sひとつ、3pが三つ、3dが五つの九個の軌道があり、各軌道二個ずつの18電子が入ります。
N殻には4sひとつ、4pが三つ、4dが五つ、4fが七つの十六個の軌道があり、各軌道二個ずつの32電子が入ります。
以下同様。。。

そして、各軌道への電子の入り方は次のようになります。

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d…

ちょうど添付の図のような順番です。よく見ると、前の殻が埋まる前に次の殻の一部に電子が入っているのです。混乱させるかもしれませんが、さらにこれにも例外があります。化学とは奥深いものです。

Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q最外殻までを満たすと安定化・・・この原理でいくと・・・

原子は最外殻までを電子で満たすと安定化すると本で読みました。
これによるとK殻(1s)に2個入っていると安定。
また、K殻(1s)に2個、L殻(2s,2p)に8個入っていると安定。
     ・
     ・
     ・
この原理でいくと次は
K殻(1s)に2個、L殻(2s,2p)に8個、M殻(3s,3p,3d)に18個入っていると安定化すると考えて良いのでしょうか?

Aベストアンサー

> 安定化すると本で読みました

その本には,原子の何が安定すると書いてありましたか? どの原子も実際に安定して存在していますが…。原子そのものの安定性(崩壊しやすさ)は原子核の問題ですので,電子数では議論できません。以降は,原子ではなく元素と言うことで話を進めます。

電子親和力とイオン化ポテンシャルの高い元素を「安定」と定義するなら,これは Aufbau principle のエネルギー準位を眺めれば分かるとおり,同じ主量子数の殻を完全に満たすことは単なる十分条件に過ぎません。ですので,「同じ主量子数の殻が満たされていれば安定」は真でも「安定なら同じ主量子数の殻が満たされている」は偽です。

もっと単純に結合不活性を「安定」と定義するなら,これは価電子数の偶奇(開殻か閉殻か)で議論できるでしょう。

Q最外殻電子の数

初歩の化学を学習しております。最外殻電子の数は8個までしか入らないそうですが、原子番号21のスカンジウムはM殻に9個入るとテキストに書いてありました。このあたり、理解がイマイチできません。ご指導をよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まず、最外殻に入る電子の最大数は周期数(言い換えれば原子核の周りにある電子軌道の本数)をnとすると2n`2と表されます。
なので、
例えば、M殻はn=3となるので2×3`2=18個の電子が入ると満杯になります。
つまり、最外殻電子は8個とは限りません。

しかし、希ガス原子(He~Rn)の最外殻電子数はHeを除いて必ず8個になります。
HeはK殻(n=1)に最大数電子が入った状態なので、2×1=2個の電子しか入りません。
また、各原子が持つ電子の総数は原子番号に等しいので、原子番号が2のHeは2個の電子しか持たない、と言い換えることも出来ます。

ここから本題に入りますが、M殻以降の電子殻には面白い性質があります。
それは、M殻は先程書いたように18個の電子が入るのですが、8個電子が入る(←希ガス元素のアルゴン)と安定な状態になり、まだM殻に空きがあるにも関わらずN殻に電子が入り始めます。
そしてN殻に電子が2個入る(←20番元素カルシウム)と、次のスカンジウムからはM殻の電子が18個になるまで再びM殻に電子が入り始めます。
よって、スカンジウムはM殻に再び電子が入りはじめて最初にある元素ですので、各電子軌道にある電子の個数は次のようになります。
Sc:K2L8M9N2
よってM殻には9個の電子が入っていることになります。

なお、M殻に電子が18個入る(←30番元素亜鉛)と次のガリウムからは、再びN殻に電子入り始め、N殻の電子が8個になる(←希ガス元素のクリプトン)とO殻に電子が入り始めます。
そして、O殻に電子が2個入る(←38番元素ストロンチウム)と、次から再びN殻に電子が満杯になるまで入り…というのを繰り返していきます。

余談ですが、学校で遷移元素と典型元素を習いませんでしたか?
遷移元素は最外殻の電子軌道よりも1つ内側の電子軌道に電子が入るグループで、典型元素は最外殻の電子軌道に電子が入るグループだと思っておいたらいいかと思います。

まず、最外殻に入る電子の最大数は周期数(言い換えれば原子核の周りにある電子軌道の本数)をnとすると2n`2と表されます。
なので、
例えば、M殻はn=3となるので2×3`2=18個の電子が入ると満杯になります。
つまり、最外殻電子は8個とは限りません。

しかし、希ガス原子(He~Rn)の最外殻電子数はHeを除いて必ず8個になります。
HeはK殻(n=1)に最大数電子が入った状態なので、2×1=2個の電子しか入りません。
また、各原子が持つ電子の総数は原子番号に等しいので、原子番号が2のHeは2個の電子しか持たない、...続きを読む

Q水素結合とはどういうものですか?

現在、化学を勉強している者です。水素結合についての説明が理解できません。わかりやすく教えていただけないでしょうか?また、水素結合に特徴があったらそれもよろしくお願いします。

Aベストアンサー

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻が存在しますので、原子格がむき出しになることはありません。
ご存じと思いますが、原子核というのは原子のサイズに比べてはるかに小さいために、H+というのは他のイオンとは比べ物にならないほど小さいといえます。もちろん、正電荷を持つ水素というのは水素イオンとは異なりますので、原子殻がむき出しになっているわけではありませんが、電子が電気陰性度の大きい原子に引き寄せられているために、むき出しに近い状態になり、非常に小さい空間に正電荷が密集することになります。
そこに、他の電気陰性度の大きい原子のδーが接近すれば、静電的な引力が生じるということです。
そのときの、水素は通常の水素原子に比べても小さいために、水素結合の結合角は180度に近くなります。つまり、2個の球(電気陰性度の大きい原子)が非常に小さな球(水素原子)を介してつながれば、直線状にならざるを得ないということです。

要は、「電気陰性度の大きい原子に結合した水素と、電気陰性度の大きい原子の間の静電的な引力」です。
電気陰性度の大きい原子というのは、事実上、F,O,Nと考えて良いでしょう。
電気陰性度の大きい原子と結合した水素上には正電荷(δ+)が生じます。また、電気陰性度の大きい原子上には負電荷(δー)が存在します。

水素が他の原子と違うのは、その価電子が1個しかないことです。つまり、他のイオンとは異なり、H+というのは原子核(通常は陽子)のみになります。他のイオンの場合には、内側にも電子格殻...続きを読む

Q文頭の「また」や「あと」などの表現はどういう?

たとえば、英語で
「この語はどのように発音しますか?また、どのようなときに使うのですか?」
というような質問をしたい時、2つめの文頭の「また」(もしくは「あと」「それと」など)は英語でどのように表現するのでしょうか?
私の感覚だと、文頭にAndとかAlsoをおいて「And (Also), when is it used?」みたいな感じになるのですが、これはなにかおかしい気がします。

Aベストアンサー

No.2です。ごめんなさい、「文頭の」というご質問だったんですね。

ご参考までに、会話だとかカジュアルな文の文頭ならAndが来て構わないのですが、きちんと書く場合には文頭にAndとかButとか来ないほうが良いとされています。

http://homepage3.nifty.com/MIL/butand.html

http://www.eigo-nikki.com/article/13292266.html

Q原核生物

青カビ、ゾウリムシ、大腸菌、酵母菌、ネンジュモ、アオコ、シイタケ

この中から原核生物を3つ選べという問題なのですが

教科書には具体的な生物の例がなく困っています。

予想では大腸菌、酵母菌となにかだと思うのですが...

この中のどれが原核生物だと思いますか?

回答お願いします。

Aベストアンサー

思うとか、思わないとか....クイズじゃないなぁ。
確(しっか)り覚えちゃいましょう、
説明
■原核細胞:細胞膜以外の二重構造を持たない細胞のことで、核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞内小器官が存在しない。尚、核の代わりに核様体、葉緑体ではなくチラコイドのみの器官を持っています。
■真核細胞:核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞膜以外の二重構造を持つ細胞のこと。

で、生物の例ですが.....
■原核生物:原核細胞のみから出来ている生物で、細菌類とラン藻類の2種類のみ。
 細菌類~大腸菌、肺炎双球菌、乳酸菌、根粒菌、亜硝酸菌、硝酸菌等
 ラン藻類~ユレモ、ネンジュモ、アナベナ、アオコ、スイゼンジノリ、アイミドリ、クロオコックス等
■真核生物:真核細胞を持つ生物のことで、菌類、細菌類以外の全ての生物ですが、真核生物の体内に原核細胞を持つ場合が在ります、例えば赤血球等です。

※気を付けなければいけないモノに、"酵母菌"が在ります。酵母は(細胞)核を持ち, 大きな分類では菌界 (キノコやカビの仲間) で、真核生物です。嘗(かつ)ては細菌の仲間と思われていたので酵母菌と呼ぶことが偶(たま)に在ります。

さぁ、以上から3っつ選べますね........、大腸菌、ネンジュモ、アオコ。

思うとか、思わないとか....クイズじゃないなぁ。
確(しっか)り覚えちゃいましょう、
説明
■原核細胞:細胞膜以外の二重構造を持たない細胞のことで、核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞内小器官が存在しない。尚、核の代わりに核様体、葉緑体ではなくチラコイドのみの器官を持っています。
■真核細胞:核、葉緑体、ミトコンドリア等の細胞膜以外の二重構造を持つ細胞のこと。

で、生物の例ですが.....
■原核生物:原核細胞のみから出来ている生物で、細菌類とラン藻類の2種類のみ。
 細菌類~大腸菌、肺炎双球...続きを読む

Qオクテット則

何でHe,Arのような最外電子殻の電子軌道に電子が8個入った状態が最も安定するのでしょうか?

Aベストアンサー

基礎知識から入りますが、電子は波です。しかも空間的に広がった波です。
これを感覚的に理解するのはちょっと難しいので次のように考えます。
「電子は雲のように原子核を取り巻いている」
そして、波の振幅が大きいところや小さいところがあるように、この雲には薄いところや濃いところがあります。
波が重なり合って模様を描くようにこの雲も決まった形を持ちます。
その形とは、
「s」…原子核を何重にも取り囲む球
しかも、ここが重要なところですが、何重にも取り囲むのに必要な電子は1個だけです。1個の電子が波となって雲状に原子核を包みます。
「p」…原子核の両側に分かれた2つセットの領域
これは3次元空間で「上下」「左右」「前後」の3方向を向いた3つの領域が存在します。こちらも2つに分かれた領域を1つの電子で多い尽くします。
「d」…「4つ葉型に分かれた領域が3つ」と、「別方向の4つ葉」+「上下2つとリング」、計5つ
…って言葉じゃ分からないですね。参考URLを見てください。
http://winter.group.shef.ac.uk/orbitron/AOs/3d/index.html
左側のメニューから1sや2pといった文字を選んでください。

さて、この電子軌道は
1s
2s 2p
3s 3p 3d

と存在しているのですが、このそれぞれを全部埋めると波がきれいにまとまれるので安定します。
「s」軌道と「p」軌道は近い位置にあるのでこれをまとめて4領域、実は電子はひとつの領域に2つ入ることができるので8つ入れます。これが8電子で安定する理由です。
でも本当はd軌道などもあって複雑なため、微妙に安定する場所が最外殻8電子以外にもあります。覚える必要はないでしょうけど。

参考URL:http://winter.group.shef.ac.uk/orbitron/AOs/3d/index.html

基礎知識から入りますが、電子は波です。しかも空間的に広がった波です。
これを感覚的に理解するのはちょっと難しいので次のように考えます。
「電子は雲のように原子核を取り巻いている」
そして、波の振幅が大きいところや小さいところがあるように、この雲には薄いところや濃いところがあります。
波が重なり合って模様を描くようにこの雲も決まった形を持ちます。
その形とは、
「s」…原子核を何重にも取り囲む球
しかも、ここが重要なところですが、何重にも取り囲むのに必要な電子は1個だけです。1...続きを読む

Qリン酸の電子構造についてです

リン酸(H3PO4)の電子構造についてです。
OH-がイオン結合しているのはわかるのですが、この=Oの結合がどのようにして成り立っているのかがよくわかりません。
超原子価の分子であるとはならったのですが・・・
どうか教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

別に超原子価で考える必要はありません。

説明は二通りなされています。
分極した結合であるのは間違いないのですが、余剰の結合をイオン結合と考えるか、電荷移動相互作用に起因すると考えるか、ということです。

まずイオン結合から。

リンのローンペアが酸素原子に配位結合した、すなわちP^+-O^-という分極した結合を考えればよいですし、実際の電荷分布もそれを支持します。

どうもホスフィンオキシドやスルフィド、イリドなどのP=X (X = O, S, CR2)といった結合を二重結合といまだに考える人が多いですね。
結合長、電子分布の実測、理論計算などから、これは単結合+パイ結合といういわゆる二重結合とは違うことは前から分かっていることです。

結合が単結合に比べ短縮している、結合エネルギーが高い、といったことは、別に二重結合を意味しているのではなく、分極した原子間の静電引力によるもの、すなわちイオン結合の寄与があるためです。

次に電荷移動相互作用について。

P-OHのシグマ結合の反結合性軌道へ、オキソ配位子から電子が流れ込んでいる、という説明もなされます。
s*(P-OH) <- n(O)という電荷移動です。
有機化学で、超共役という概念を習っているでしょう。あれと同じことです。シグマ軌道が関与した電子の非局在化を、一般に超共役と呼びます。パイ軌道がなくても超共役はおきます。
これはイオン結合ではなく、結合の短縮は電荷移動に起因したものだ、とする理論です。

どちらが本当か?というと未だに研究がなされている段階です。
どっちで考えても間違いではないでしょうし、イオン結合と電荷移動の両方の寄与が働いているのが本当のところなのでしょう。

別に超原子価で考える必要はありません。

説明は二通りなされています。
分極した結合であるのは間違いないのですが、余剰の結合をイオン結合と考えるか、電荷移動相互作用に起因すると考えるか、ということです。

まずイオン結合から。

リンのローンペアが酸素原子に配位結合した、すなわちP^+-O^-という分極した結合を考えればよいですし、実際の電荷分布もそれを支持します。

どうもホスフィンオキシドやスルフィド、イリドなどのP=X (X = O, S, CR2)といった結合を二重結合といまだに考える人が...続きを読む


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