✨ ベストアンサー ✨
高校化学では 電子殻 を学びますが、これは高校生にも理解しやすいように書いてあるだけで、完全に正しいわけではありません。しかし、これでも大体の化学理論を理解できます。
大学化学では より正確な 電子軌道 を学びます。これは陽子の周りを電子が絶えず回っていることから"軌道"という意味を込めています。
まず、陽子に電子が集まり最も近い所から埋まっていくのは、陽子がプラス(+)、電子がマイナス(-)という電気的性質を持っているからです。しかし、電子の数が増えていくと、電子(-)同士で反発が起こるので、「近いところから埋まる」とは限らないようなことがあります。
下記のURLを見てください
https://japanknowledge.com/contents/common/electronconfig.html
これは大学で学ぶ「電子配置表」です。数字はそれぞれの軌道に入る電子の数を表しています。ですので、横一列に並ぶ数字を足すと、原子番号になっているのが分かると思います。
そして、29行目のCuに注目すると、3d軌道に10個、4s軌道に1個、電子が入っています。ここから、Cuイオン(Cu¹⁺)になるときは、4s軌道の電子1個を失うだけで良いのですが、それだと3d軌道に10個も電子があって若干反発が残るので、3d軌道も電子1個失う方がより安定なイオン(Cu²⁺)となります。
大学にはさらに難解な概念があり、これ以上の説明は高校生には難しすぎるかと思いますし、僕も完全に分かっているわけではありません。それでも理解したければ、大学で量子力学や量子化学などを勉強すると理解が深まると思いますよ。
ここまでしっかり教えてくださった方は初めてです。
他の方は中途半端にしか教えてくれないし、
無料で教える気はない、大学教授を雇え、なんて酷い人もいました。本当にありがとうございました！
※訂正
「陽子」ではなく「原子核」でした、すみません。
いえいえ、僕の解説も完全ではなく、おおざっぱな答えとなってしまいます。なぜならこの質問は、化学と物理学のちょうど間に位置する分野なので、苦手とする人も多いのです。おそらく、一般の学校の先生でも正確に答えるのは難しいかも知れません。それゆえに、回答者の皆さんが解説に困ったのも理解できます。
それにしても、高校入学前の方がここまで熱心に勉強しているとは感心しました。高校化学は "規則"と"例外"を憶える学問です。規則については、完全に理解しておく必要がありますが、例外は「そういうものがあるんだな〜」程度で憶えれば大丈夫です。なので、「銅はイオンになると電子を2個失う」は憶える必要がありますが、理由についてまでは、試験で問われないので、憶える必要はありません。
よく分かりました。
なるほど、反発が残るからなんですね！
たしかに考えればそうですよねw
サイトまで載せていただきありがとうございました😊