電子の軌道配列に関して

質問

http://kusuri-jouhou.com/chemistry/orbit.html
これを教材とします。ここに次の記述があります(gooのソフトの関係で右肩の文字の位置が異なります)。
例　　Si(14)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)2　　荷電子は4個　　

　　　Zn(30)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)2(3d)10　　荷電子は2個・・・・・(#)

1.原子番号が偶数の場合はよいとして奇数の場合、ぺアを作れない残りの一つの電子はどう配置されるのですか。Cu(29)を例にとって(#)に倣って配列を示して下さると有り難いです。

2.「　荷電子」とは何ですか。
4個の出所が分かりません。M殻に電子が4個あると考えても、M殻のp軌道に空きが4個あると考えてもZn(30)の荷電子が2個であることを上手く説明できません。

よろしくお願いします。

回答No.1

srafp · ベストアンサー

１番については、次のようになっております。

Ｆｅ(26)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)2(3d)6
Ｃｏ(27)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)2(3d)7
Ｎｉ(28)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)2(3d)8
Ｃｕ(29)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)1(3d)10
Zn(30)の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)2(3d)10
Ｇａ（31）の基底状態の電子配置
　　　(1s)2(2s)2(2p)6(3s)2(3p)6(4s)2(3d)10(4p)1

お礼

分りました。

これを記している時点でNO.2まで寄せられています。NO.2からは「荷電子は2個」と「2価」が同義のように覗えます。だとすれば、解決したような、しないような…。

http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/ryosi/ryousiatmicconfigtable.htm
これを通覧しますのに質問の2の4個の出所は(3s)2(3p)2の2+2で4、2個の出所は(4s)2の2と考えてしまうのは安易に過ぎるでしょうか(ご返事を求めるものではありません)。

話が前後しますが電子が偶数のときは互いにスピンが逆向きだというのですから電磁的に中性です。奇数のときは相棒がないのですから-eの電荷をもつ理窟になります。この違いが原子の形状の維持に、どう関係してくるのか疑問があって1.の質問になりました。
これは今回の質問とは別で将来の課題です。また、お世話になるかもしれません。
有り難うございました。

回答No.4

korokoro1980

レベル的には高校生が中学生に答えているようなものだけど……。それにしても、「どこまでこの中学生の知識は怪しいのか」と、高校生は不安になるのだった。
「電子が偶数のとき」にも不対電子はありうる。例えば、酸素の8個の電子は4つの軌道に2個ずつ入るのではなく、3つの軌道に2個ずつ、2つの軌道に1個ずつ入る。フントの法則である。そして酸素原子は、不対電子に由来する磁気モーメントをもつ。
「電磁的に中性」なんて言い回し、あったっけ。意味不明である。
また、電子が「奇数のとき」、例えば7個なら電荷は -7eであって -eではない。原子核の電荷との差し引きはあるが。

お礼

これはお礼ではなく、単なる通信文です。
NO.4への返信は早くても25日(月)、早朝以降になります。補足欄を用いて返信します。
korokoro1980さんへの通信文はこれにて終了です。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

korokoro1980さん以外の皆様へ
24日(日)24時までは締め切らずにおきます。初出の質問に直結したご回答をお待ちしています。よろしくお願いします。
なお、24日(日)24時以降は私とkorokoro1980さんとの用件が済み次第、予告なく締め切る可能性が大です。
ご理解下さいませ。

補足

補足のお願いはありません。お礼欄を通信文に用いてしまったので、こちらに記します。

1.>>それにしても、「どこまでこの中学生の知識は怪しいのか」と、高校生は不安になるのだった。<<
それにしても、どこまでこの高校生は読解力がなく、論理を摩り替えるのかと中学生は呆れるのだった。

2.>>「電子が偶数のとき」にも不対電子はありうる。例えば、酸素の8個の電子は4つの軌道に2個ずつ入るのではなく、3つの軌道に2個ずつ、2つの軌道に1個ずつ入る。フントの法則である。そして酸素原子は、不対電子に由来する磁気モーメントをもつ。<<

以下は読まれても読まれなくても結構です。
このこと自体は正しいのかもしれませんし、正しくないのかもしれません。中学生には判断できません。過去にkorokoro1980さんが寄せられた私の4つの質問への回答と違って悪口らしい悪口がないので、予感としては正しいのではあるまいかと思っています(人間は何かを誤魔化そうとするときに悪口が出るものです。私の感覚では、中学生なんて悪口のうちには入りません。何につけ無知であるのを承知していればこそ気楽に質問できるのであって、己の無知を認められない人には質問できないでしょう)。

但し、ここからが大事なのですが、私はこういうことを質問していません。これは質問とは無関係にkorokoro1980さんが発言したいことを述べているだけで、不必要に話題を拡散させています。
質問の1.はNO.1で解決済みです。質問の2.は「荷」と「価」が同義であることにお墨付きを与える方が登場するか否かの問題が残っているだけです。
既に殆ど解決している質問に対して、こうして話題を拡散させることから論理の摩り替りが始まります。摩り替えを意図したものであれば言うべき言葉はありません。意図したものでなければ、ちょっぴり考え直せばよいことです。

3.>> 「電磁的に中性」なんて言い回し、あったっけ。意味不明である。<<
これはNO.1のお礼欄の言葉です。今のところNO.1の方から問い合わせはありません。NO.1の方は許容して下さっているのではないでしょうか。これも他者との会話への割り込みで、話を錯綜させる原因です。

4.>> また、電子が「奇数のとき」、例えば7個なら電荷は -7eであって -eではない。<<
NO.3の繰り返しですからkorokoro1980さんの見解は承知しています。中学生へは何度も言っておきたいのかもしれませんが。

回答No.3

korokoro1980

〉 電子が偶数のときは互いにスピンが逆向きだというのですから電磁的に中性です。奇数のときは相棒がないのですから-eの電荷をもつ理窟になります。

どこからその理窟がわいてくるのか不思議です。磁気モーメントと電荷の違いが分かっていないのかも知れません。せっかく回答が寄せられても変な「お礼」を返して、毎度、台無しですね。

1つの軌道に電子は2個まで入りえます。また、電子はスピン（自転）に基づく磁気モーメントをもちます。1つの軌道に2個入るとき、スピンは互いに逆向きですから、電子スピンに基づく磁気モーメントは打ち消し合います。
しかし、電荷はそのようにはなりません。電子が1個なら電荷は -e、相棒があるなら2個で -2eです。なお、原子核は（原子番号がZなら）Zeの電荷をもちます。
また、例えばp軌道には電子が6個まで入りますが、それはp軌道が3つの軌道からなっているためです。

電子配置の一覧表は、探す気があれば本でもネットでもすぐ見つかるものです。それを眺めると、電子が順序に従って軌道を埋めていくことが分かりますが、銅などは一見例外のようです。そこで「銅の電子配置」で検索すれば、我々一般人向けの詳しい解説も見つかります。産業技術総合研究所のサイトだったかな。量子力学の方程式を使わずに文章で説明しています。
また、「荷電子」は「価電子」と書かれるのが普通です。「荷電子」を調べても情報は得にくいと思われます。物理学事典などで「価電子」を引けば、詳しい定義が書いてあります。

お礼

1.>>どこからその理窟がわいてくるのか不思議です。磁気モーメントと電荷の違いが分かっていないのかも知れません。<<
磁気モーメントと電荷の違いが分かっていないのかも知れません。・・・その可能性はあります。これと限らず分かっていないことばかりです。

2.>>原子核は（原子番号がZなら）Zeの電荷をもちます。<<
これも肯けます。これは私の乏しい、というよりは全くないと言ってよいほどの知識とうまく整合します。

3.>>また、例えばp軌道には・・・・・銅などは一見例外のようです。<<
教材としたページとNO.1のお礼欄に貼ったページが述べる通りですから同感です。

4.>>、「荷電子」は「価電子」と書かれるのが普通です。<<
NO.2の回答から、そうらしいことは見当がつきます。しかし、教材としたページはそれなりの背景をもつ方の記述であることが窺われます。従って、用語「荷電子」を用いる世界が存在すると考えるのが妥当に思えます。
本当は何方様かが如何なる世界で用いているか(用いていたか)を知らせて下さるとお墨付きとなって安心できるのですが…。

5.>>せっかく回答が寄せられても変な「お礼」を返して、毎度、台無しですね。<<
せっかく回答を寄せても変な「一言」を入れて台無しですね。

24日(日)24時まで様子をみて、何方様からも特別な寄稿がなければ締め切ろうと思います。

回答No.2

noname#160321

お薬サイトの情報で亜鉛の二価を説明するのは不可能です。
大学の学部学生でこれが説明できれば大学院並です。

お礼

お答えからすると、どうやらZn(30)の「荷電子は2個」とは2価みたいです。であれば電子が3dから埋まったり(Cu)、4sから埋まったり(Ni)する理由には難しい理論があるにしても結論だけの知識をもつのは容易なように思えました。
こういう一覧表がありました。
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/ryosi/ryousiatmicconfigtable.htm

推測ですが有機化学、薬学、物理、天文、教育…などの学会、学派、また、世代の違いなどで「荷」を用いたり「価」を用いたりの事情があるのかもしれないと勝手に思いましたが、はて?。

24日(日)24時まで様子をみて、何方様からも特別な寄稿がなければ締め切ろうと思います。