Question

しずえ

高校化学です
この(2)が分かりません
解説を読んだのですが、分かりませんでした。
2n二乗 個 は分かるのですが、なぜ答えは n二乗 になるのでしょうか？

6
① 物質の構成粒子
6. <電子殻と原子核〉
•P.
原子核を取り巻く電子が存在できる空間の層は,電子殻と呼ばれる。電子
殻はエネルギーの低い順からK殻, (ア) 殻, M殻, N殻と呼ばれる。 K
殻では2個,(ア) 殻では8個, M殻では(イ) 個, N殻では32個まで電子
が収容される。それぞれの殻には,電子が入ることのできる軌道と呼ばれる場所が1つ
以上あり、1つの軌道は,電子を2個まで収容することができる。 右上図に示すように、
元素記号に最外殻電子を点で書き添えたものは電子式と呼ばれる。 電子はなるべく対に
ならないように軌道に収容される。対になっていない電子は(ウ) 電子と呼ばれ,その
数は(エ)に等しい。
質の
周期表の同じ周期の1族元素の原子と比べると, 2族元素の原子では,原子核の正の
電荷が(増大・減少) し,原子核が最外殻電子を引き付ける力が強くなる。原子から1
個の電子を取り去って, 1価の陽イオンにするのに必要なエネルギーを第一イオン化エ
ネルギーと呼ぶが,1族元素の原子と比べて原子核が最外殻電子を引き寄せる力が強く
なる結果,2族元素の原子の第一イオン化エネルギーは(大きく小さく)なり,原子
の大きさは(大きく小さく)なる。
(1) (ア)~(エ)に入る最も適切な語句, 数値, あるいはアルファベットを答えよ。
(2) 下線部 ①を参考にして, n番目にエネルギーの低い電子殻の軌道の数をnを用いて
表せ。
(3) 下線部②~④に示した選択肢のうち適切な語句を選べ。
(4) Ca 原子の電子配置を例にならって示せ。 (例) K2L4
[17 横浜国大〕

(2) K(n=1), L(n=2), M(n=3), N (n=4) の電子殻には最大2,
8, 18, 32 個収容でき, 2n2個と表される。1つの軌道は電子を2個
収容できるので,軌道の数は2個である。
①
(4)電子は,エネルギーの低い内側の電子殻から順に収容される。 M
殻には18個の電子を収容できるが, 8個入ると次にはN殻に2個
※②
の電子が入る。
7 (1) ヘリウム 酸素 (2) ① F ② He ③ Si
(g) 喆リン(白リン)
赤リン
①
軌道の数は
軌道
S
n
1(K)
2 (L殻)
3 (M殻)
4 (N殻)
1
P
1 3
33
11
d f
5
5 7
1つの軌道には電子が2個入
る。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

解説にあるように、電子殻は軌道というものがあり、軌道数が周期ごとにn^2になっている。H,Heは第1周期、Li～Neが第2周期、Na～Arが第3周期、K～Krまでは第4周期。

1つの軌道には電子が2個入る場所があるから、第1周期はn^2＝1より、1❌2＝2個まで電子が入る。同様に、第2周期なら、n^2＝4より、4❌2＝8個まで電子が入る。第3周期なら、n^2＝9より、2❌9＝18個まで電子が入る。第4周期なら、n^2＝16より、2❌16＝32まで電子が入る。

したがって、電子殻に入る最大電子数は2n^2🙇

しずえ

ありがとうございます！
すみません、答えを載せるのを忘れていました。
答えがn二乗になっていて分かりませんでした。
どうすれば軌道の数が求まりますか？

🍇こつぶ🐡

軌道数は覚えるしかない。
第1はs軌道が1個、
第2はs軌道が1個、p軌道が3個で計4個
第3はs軌道が1個、p軌道が3個、d軌道が5個で9個
第4はs軌道が1個、p軌道が3個、d軌道が5個、f軌道が7個で計16個。

したがって、周期で1,4,9,16だからn^2個。
詳しくは大学で。高校では習わないか参考程度で🙇

しずえ

なるほど！分かりました！
1→3→5→7と増えていく感じですね！
ありがとうございました！