✨ ベストアンサー ✨
できるだけちゃんと書いてみましょう。
ただし完全な理解は普通の大学生でもまず無理なぐらいくそ難しいのでかなり省きますけど。
殻の中には副殻というものが存在してます。
なので高校で習う殻は大学では主殻とという場合も稀にあります。
(ちなみに副殻の中でも区別があってそれを軌道といいます)
高校では殻のことしかやりませんけど
電子構造は高校生が思うよりはるかに複雑です。
当然通常のルールでは殻が小さい順に電子が入っていくんですが
副殻がやっかいです。
副殻の中に軌道というやつがあるといいましたが
軌道の中に次々電子が入って
軌道が満たされて、副殻が満たされて、殻が満たされる感じになります。
軌道は電子が2個入ると満たされます。
副殻はそういう軌道がいくつか集まったものです。
で、副殻が集まったのが主殻(つまりKとかLとか)です。
殻に入る電子の数の公式とか見たことないですか？
K殻には2個
L殻には8個
M殻には18個
N殻には32個
公式にすると2n²個みたいな。。
この公式は殻によって軌道や副殻の数が違う
ということを示してます。
K殻では軌道が1つだけ。もちろん副殻も1つだけ。
電子は2つ入って終わりです。
L殻では軌道が1つ入った副殻と
軌道が3つ入った副殻に分かれてます。
なので、細かく見ると電子2つのパートと
電子6つのパートに分かれてます。
周期表みて何か気づきません？L殻に電子が入るとこ
元素が2つと、6つにわかれてるでしょ
あれ、副殻の違いを表してます。
M殻は軌道1つの副殻(電子2個)と
軌道3つの副殻(電子6個)
そして軌道5つの副殻(電子10個)にわかれてます。
これで合わせて電子18個入ることになります。
L殻の時のように、今度は3つのパートにわかれて
電子が入っていきます。
そしてやっと質問に応えられるときがきました。
最後の副殻(電子10個)のパートは
周期表ではどこにあたるか考えましょう。
答えはまさにFeが存在している遷移元素のところです。
そして、その前にはなぜかカリウムとカルシウムでN殻に2個の電子が入ってしまっています。
(これは習ってるはずですよね？N殻に入ると。)
これが副殻の恐ろしいところで
軌道5つの…といっていた電子が10個入る副殻は
次の殻の軌道1つの電子が2つ入る副殻より
電子が入る抵抗(?)正しくはエネルギー準位といいますが
そいつが高くなってしまいます。
結果、Feは
K殻に2個
L殻に8個
ここまではよくて
M殻に8個入ったあと副殻エネルギー準位の関係で
先にN殻に2個入って
そのあとM殻に6個入ります。
なのでM殻の電子は16個ではなく全部で14個です。
長くなってしまいましたがこれで終わりです。
難しかったでしょ？
高校で教えない理由は少しわかったかと思います。
今ごろこんなとこに疑問をもつんじゃなかったと後悔してるかもしれませんが
教えて欲しければ教えるスタイルなのでぶち込みました！
いえいえ！
周期表を見て数えれば1発です！
私は覚える気ないぐらいですから。
どっかから周期表拾ってきたんで見てみてください。
だいたいでいうと図の黄色のとこが軌道が5個の…とか言ってたところに電子が入ってくる元素たちです。
いわゆる遷移元素というやつですね。
KとCaで先にN殻に入るのはいいですよね。
その次のScですが、ここからが遷移元素で
遅れてM殻に電子が入るところです。
それで、Scから1つ横に動くにつれてM殻に1つずつ追加されていく感じです。
なのでScはM殻に9個
Tiは10個、Vは11個、Crは12個…となります。
数えていくとFeはM殻に14個になります！
ちなみにZnのところで
M殻に18個入って本当の意味でM殻が満たされて、ここで遷移元素が終了します。
GaのところからはまたN殻に電子が入ります。
私は高校時代はこんなたくさん並べても使わんわ！
とか思ってたクチなんですけど
電子配置って周期表とかなり綺麗に一致してくるので結構重宝するんですよね。
下の別表みたいになってる元素たちも電子配置を使ってそれなりに説明できたりとか。
ほんと誰だ考えたやつは！！って思います。
…メンデレーエフなんですけどね。笑
ありがとうございます(･∀･)
結局Feの場合はM殼は14個とか覚えなきゃなんですか？高校のあいだは…