電子配置の方法を解説【基礎化学】

電子配置って何？

電子配置とは、原子の持つ電子がどの軌道に入っているかを示すものです。

　

電子配置の方法

それぞれの軌道に振り分けられる電子の数は以下の通りです。

そして、原子番号の数ぶん、1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p・・・という順番で電子が入っていきます。

4sよりも3dの方が原子核からの距離は遠いはずなんですが、

この順番は「低エネルギーの電子軌道から電子が入っていく」という原則に従うため、

低エネルギー側である4s軌道の方に優先的に電子が入っていきます。

ただ、電子配置を書く時は1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²の順番で書くので、そこは気をつけましょう。

　

電子配置の例外も存在する！

Cr（原子番号２４）の基底状態の電子配置はどうなるでしょうか？

　

各元素の電子配置を周期表で確認できるサイトがあります。

https://ptable.com

確認してみましょう。

　

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶だと思いきや、

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ですね。

　

なぜなのかというと、

完全に充填されていない3d軌道を占めるより、

4s軌道に電子が入った方が電子間反発が小さくなり、原子全体としてエネルギーが安定するからだといわれています。

　

そこから

Mn（原子番号２５）：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²

Fe（原子番号２６）：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

Co（原子番号２７）：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²

Ni（原子番号２８）：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

Cu（原子番号２９）：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Zn（原子番号３０）：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²

の順番で電子配置が決まっていきます。

　

ここも

「なんでCuの時、4s軌道に１個しか入ってないねん！」

　

となりますが、

原子全体で考えた時に3dを埋めてしまった方がエネルギーが安定するため、このような電子配置となります。

　

試験では狙われやすい部分なのでCrとCuの例外パターンは必ず覚えておきましょう。　

　

最後に

電子配置を決めるうえでのルールは以下の通りです。

基本的には基底状態であれば、原子番号の数ぶん電子を軌道にいれていく作業なので、そんなには難しくないのですが、CrやCuなどのイレギュラーなパターンもあるので、そこの部分は注意しましょう。

　

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