カリウムの電子配置について

質問

この度教育実習で高校1年生の化学を教えることになった者です。

GW明けから実習がスタートするので、現在授業研究を行っています。

そこで教える内容が「原子とその構造」や「原子と電子殻」なのですが、電子配置に関してどう教えればいいのか迷っています。

Arまでは最外殻を満たすよう電子が配置されていく一方、K、Caに関してはM殻が埋まっていないにも関わらず、N殻に電子が配置されていくので、この説明をどうしたものかと・・・。

大学で習う軌道の話を踏まえればわかるのですが、高校1年生、化学を0から習う子供たちにそのような説明は授業ではできないと思いまして。

以下、自分が考えてみた説明なのですが、果たして子供たちにこのように説明しても良いかどうか、もしわかる方いらっしゃいましたらご意見・ご指摘をお願いします。

方針：K、Caに関して、3d軌道に入るよりも4s軌道に入る方が安定、ということはHeが1s軌道を満たすため、s軌道を満たすことを結果的にいえばうそじゃないのではなかろうか

・He,Ne,など、希ガスが安定なことをまず教える。(オクテットも教える)
・Arの次に入る電子はM殻に入ろうとして、立ち止まってふと考える。M殻に入ればオクテットが崩れてしまう。それに対し、N殻に入れば内殻のオクテットは保存されたまま、2つ入ればCaで最外殻がヘリウムと同じ安定な希ガス構造となる。それならこちら側から入って行った方がいいや。
・こうしてM殻ではなくN殻から入っていく。

このように説明してしまうと、無機のSc以降でまた同じ壁にぶちあたることになる、Caを希ガスのように安定と誤解を招く、などの問題点が示唆されます。

どなたかこの説明に対するご意見・ご指摘をお願いします。

回答No.3

Ichitsubo · ベストアンサー

基本的にはadni-chemさんの方針・内容で良いと思いますが、2項目めの途中「、2つ入ればCaで最外殻がヘリウムと同じ安定な希ガス構造」を削ってください。「Ｍ殻がオクテット満足であるので」で十分です。付け加えるなら、「ちょっとだけなら外側においてもいいかな～」というところでしょうか。

できる生徒のいる学校なら、エネルギー準位の話をするのも手ですが、
生徒というのは説明をよく聞かないものでして、「これは余談だけど」とか、「これはあくまで参考だけど」、「これは覚えなくても良いんだけど」などと10回以上繰り返しても、テスト間際に「これ分からないんです」と質問に来る愚か者がでるものです。黒板に口で言うだけでなく、黒板にも明示する方が良いと思います。

お礼

ありがとうございます！シンプルにその路線で教えて行こうと思います！
確かに、僕の高校時代にもそんな子はいたような気がします(笑)参考になりました、ありがとうございます！

回答No.4

SortaNerd

そんな珍妙な説明をするくらいなら何も説明せず、「最外殻じゃないけどこっちに入る。覚えろ。」といった方がよほどましだと思います。
なぜと聞かれたら、「難しいからまだ教えられない」。
それでも授業時間外に聞いてくるような意欲のある生徒だけに本当のことを教えてやるのがいいでしょう。
「M殻って一まとめに言ってるけど実は中がspdと分かれていてね…」

お礼

ありがとうございます！確かに、大学の内容を高校で教えるのは段階も踏めてないので「今は教えられない」で正論ですね。。SortaNerdさんの言うとおり、授業後に興味のある子には聞きに来させようと思います。ありがとうございました！

回答No.2

TAKUKU

No.1さんがおっしゃるような内容でいいと思います。そこまで難しい話をしても、生徒さんは理解できないでしょうし。
私はもっと適当に「電子にも入りたいところがあって、KとCaは例外的に入れるにも関わらず、N殻に入るんだ」って言いますが・・・。
できるなら、簡単に説明した後、余談やけどって話をふってから軌道の話を簡単にエネルギー準位を黒板に書いて説明したらどうでしょう？

ただ、教科書に書いてあることだけを授業するだけなら、面白くも無いですが、進度とも相談して、がんばってみてください。

お礼

ありがとうございます！たぶん生徒もスッキリわかれば面白いと感じる子も中にはいるのだろうと思うのですが・・・＾＾；どうしても疑問に思った子には授業後個別に説明してあげるからおいで、と呼びかけてみようと思います。どうもありがとうございました！

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin）

高校生ならSc以降はどうでもよいと思いますが、「Caを希ガスのように安定と誤解を招く」というのは最高にマズイです。

最外殻の電子は８個を超えない。
→次の電子とその次の電子だけはひとつ外の軌道に入る。
という解説ではダメですか？

CaがM(9)N(1)ではなくM(8)N(2)であることの説明としては不十分ですが。

お礼

確かに、やっぱりまずいですよね(苦笑)
そうですね、オクテットに結びつけて教えていきたいと思います、どうもありがとうございます！