価電子についての質問です。

質問

価電子についての質問です。

リチウムの価電子が１となる理由と窒素の価電子が５となる理由を大学で習う範囲の知識を使って説明していただきたいです。

僕の考えはほとんどないのですが軌道が関係しているのかなと思います。

回答No.1

Saturn5 · ベストアンサー

大学で習う範囲の知識となると難しいですが、高校で習う知識では
説明できます。
電子は原子核の周りを適当に回っているのではなく、特定の電子殻を
回っています。これは内側からＫ殻、Ｌ殻、Ｍ殻、Ｎ殻・・・と命名され、
最大限収容できる電子数がそれぞれ、２個、８個、１８個、３２個・・・￥
と決まっています。※Ｍ殻、Ｎ殻はとりあえず８個で一杯になります。

電子は内側から収容されていきますので、原子番号３番のＬｉの場合、
Ｋ殻＝２個、Ｌ殻＝１個になります。価電子とは反応に関係する電子で、
通常は最も外側の電子なので、価電子＝１個になります。
おなじように、原子番号７番のＮはＫ殻＝２個、Ｌ殻＝５個となるので、
価電子＝５個となります。

さて、これだけの知識で原子番号２０番までの価電子は全て計算できます。
大学ではさらに、電子殻にはｓ、ｐ、ｄの副軌道があることを習うはずです。
また、１つの電子殻には異なるスピンの電子が２個ずつ入ることを習う
はずです。これを勉強すれば、どうしてＫ殻が２個でＬ殻が８個であるか、
更にはＭ殻がどうして一旦８個でいっぱいになるかが説明できます。

お礼

ありがとうございます

軌道についての説明は自分で調べてみます

回答No.2

OMTOMC

リチウムは電子を三つ、窒素は電子を7つ持っています。
軌道で考えると電子の入る順番は1s→2s→2pです。
sには電子が2つ、pには電子が6つまで入ることができます。
このルールのもとで入れていきますと

リチウムの場合
1sに2個、2sに1個入ります。

窒素の場合
1sに2個、2sに2個、2pに3個入ります。

さて価電子は一番外側にある結合に関与する電子です。
リチウムの場合は2sです。
では窒素はというと2sと2pです。なぜこの二つかというとこれらは結合の際に軌道が混ざり合うためです。混成軌道といいます。そのため窒素は2sと2pなのです。