電子は電子同士が衝突する事は無いのは、パウリの排他原理より量子軌道は1個の電子しか存在できないからと教わったのですが、L殻以降には1つの殻に電子が2個以上存在しています。これは同じエネルギー準位にいるという事ではないのですか?もし同じ殻の上でもs軌道やp軌道で軌道が異なるので排他律には反していないという事になるのでしょうか。それでも殻の上に8の字の軌道を描くとはどういう事でしょうか。原子核の周りに電子雲が存在する確率があるというのは理解できるのですが、殻という物がどういう概念なのか、それがどこで出来るのかが理解できません。
またボーアの量子条件2πr=nλを満たすようにして、原子核の周りを電子の軌道が定常波を描くように存在しますが、このnというのは殻ですか?それともsやp軌道に対応する物ですか。n=1.n=2...と原子核から離れた円周が続いていきますが、それが何を表しているのか分かりません。例えばn=1の軌道上の電子を基底状態といいますが、これはK殻に存在しているという事になるのでしょうか。
誤解している事も多そうですが、どなたか教えてもらえないでしょうか。
A 回答 (3件)
- 最新から表示
- 回答順に表示
No.1
- 回答日時:
まず「ボーアの量子条件」というのは, 今となっては「たまたま」と思っていいです. いいかえれば「きちんと量子論の議論ができるなら忘れてしまうべき」ものだったりする. もちろん「電子が原子核の周囲を特定の軌道にそって運動する」ようなものでもないので「8の字の軌道を描く」なんてことは無視.
「同じ量子数を持つ電子は 1つしか存在できない」というだけで, 「同じエネルギー準位にいてはいけない」ということではない... というか, 「L殻以降」しか疑問に思わなかった?
あと, 「n=1の軌道上の電子」が, なんで「基底状態」なんだろう. そもそも「基底状態」自体は化学種ごとにあるようなもんだが.
No.2
- 回答日時:
>パウリの排他原理より量子軌道は1個の電子しか存在できない
ちゃんと授業を聞いてない!!
だから二つしか存在し得ない!!
語句大雑把なイメージを
電子が波動(エネルギー⇔物質)として存在しているなら、それを弦としてイメージすると、2点間に結ばれた弦の定常波振動としてイメージできます。
そのときの振動は、⌒(と上下逆)の振動とすると、ある瞬間に上に上がっているものとしたに下がっているふたつの振動・・・同じエネルギーなのですが二つの波--軌道があります。
p軌道は、∞のように腹が二つあるより振動数の高い振動と考えれば良い。
s軌道にはふたつの軌道しか存在しないために、二つしか電子が入らない--パウリの排他則--です。
p軌道には3つのpx,py,pzがあり、それぞれにスピンの異なるふたつの軌道があるので6個、
K: 1s+ 1s- 合計2個の異なる軌道がある。!!
L: 2s+ 2s- 2px+ 2px- 2py+ 2py- 2pz+ 2pz- 合計8個
M: 3s+ 3s- 3px+ 3px- 3py+ 3py- 3pz+ 3pz-
3dxy+ 3dxy- 3dxz+ 3dxz- 3dyz+ 3dyz- 3dxz+ 3dxz- 3d(x²-y²)+ 3d(x²-y²)- 3dz²+ 3dz²- 合計 20個
遷移元素は、外に先に入る。
⇒拡張周期表 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8B%A1%E5%BC%B5% … )
それぞれの波動関数については、教科書や参考書を参照すること。
No.3
- 回答日時:
パウリの排他原理は、電子は1つの量子状態に1ヶしか存在し得ないというものです。
原子内の電子の量子状態は、主量子数(n= 1, 2, 3, ...), 方位量子数(l= 0, ±1, ±2, ...), 磁気量子数(l= 0, ±1, ±2, ...), スピン(s= ±1/2)という4ヶのパラメータで決まります。存在し得る電子の数は、n=1状態では2ヶ、n=2状態では8ヶ、n=3状態では18ヶとなっている。
そして、K, L, M, N殻は主量子数n=1, 2, 3, 4に対応しており、s, p, d, fは方位量子数 l= 0, 1, 2, 3に対応しています。
"殻の上に8の字の軌道を描く"は2つの原子が共有結合している状況を表そうとしていると予想しますが、それは適切な例えではありません。量子力学のいう共有結合状態は、単に各原子に属する1ヶずつの電子が両原子の間に存在する確率が多い状況です。両原子に跨って電子が存在するものではありません。
また、ボーアの量子条件2πr= n λ中のnは上述の主量子数と同じ意味を持つものです。しかしながら、このボーアの条件は水素原子を説明するための簡単なモデル的な考え方で、水素原子に対しても正確ではありません。水素よりも重い原子ではなおさらです。
n=1の電子を基底状態(最も安定な状態)というのは、一般的に正しくありません。水素原子とヘリウム原子に対してのみ当てはまります。
例えば、リチウムLiの最外殻電子は、通常(すなわち最も安定な状況で)n=2でL殻に属してます。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 電子軌道のエネルギー準位 スピン相互作用 について 3 2022/06/06 22:50
- 化学 ベンゼン環のCの混成軌道について質問です。 参考書にベンゼン環の一重結合と二重結合について以下の様に 0 2023/03/22 12:25
- 高校 ボーアの量子条件 1 2023/02/03 13:17
- 化学 二酸化硫黄SO2の配位結合について質問です。 参考書ではSO2は、一酸化窒素SOに「対電子のいる3個 1 2023/03/20 16:24
- 物理学 水素類似原子の原子軌道の形状とエネルギーに関する次の記述のうち正しいものを2つ選べ。 1原子軌道の大 1 2023/07/19 21:31
- 化学 化学 Cl2の分子起動のエネルギー準位を、Cl原子の最外核の原子軌道と関係付けて、結合性軌道と反結合 0 2022/12/31 23:01
- 化学 振動数条件と量子条件の説明なんですが、こんな感じでいいですか? 振動数条件: 式E2-E1=hν 内 2 2023/04/12 08:50
- その他(応用科学) 遷移元素に関する次の記述のうち正しいものを2つ選べ 1 s軌道が不安定な電子配置 2 s軌道とp軌道 2 2023/07/19 22:04
- 化学 参考書に「原子番号がZ=3であるリチウムの場合、1s軌道の波動関数の広がりは、原子核の+3eの電荷の 2 2023/03/07 15:29
- 物理学 ボーア模型 磁束密度 1 2023/01/30 16:53
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
なぜ、イオンのM殻は18個まで入...
-
原子内の電子について
-
電界中の電子運動の問題につい...
-
質量分析実験電子イオン化法
-
ハミルトニアンの行列表示
-
クーパー対について
-
電子はなぜ原子核に落下しない?
-
X線のKαって何を意味するので...
-
半導体や絶縁体のフェルミエネ...
-
半導体における正孔(陽電子)は...
-
P型半導体のキャリア移動度??
-
空気が電子の動きを抑制する仕...
-
電子の運動について
-
s軌道とp軌道のエネルギーの違い
-
対消滅について,大学の物理者...
-
バンド曲がりについて
-
電子に1eVの運動エネルギーを与...
-
金属中の自由電子を波と考えた...
-
ジュールの法則の導出方法を教...
-
金属、半導体の抵抗の温度変化...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
なぜ、イオンのM殻は18個まで入...
-
電子は静止できるのでしょうか?
-
X線のKαって何を意味するので...
-
プラトー領域
-
電子はなぜ原子核に落下しない?
-
禁制帯ができるのはなぜですか?
-
電子の移動度と正孔の移動度に...
-
ホッピング伝導とはどんなもの...
-
金属、半導体の抵抗の温度変化...
-
オージェ電子と光電子
-
P型半導体のキャリア移動度??
-
ラザフォードの原子モデルの欠...
-
電子が見えないのはなぜ?
-
【物理学】備長炭が電気を通す理由
-
光電効果と内殻電子
-
SEMの焼きつき現象について
-
物質の導電率の違いを生むものとは
-
電流が流れると電子は無くなるの?
-
ジュールの法則の導出方法を教...
-
電子と正孔の有効質量について
おすすめ情報