PDF 4．多電子原子の電子軌道 （周期表の理解へ）

４．多電子原子の電子軌道 ４．多電子原子の電子軌道

（周期表の理解へ）

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水素原子の軌道の概略

n = 1 n = 2 n = 3 n = 4

l = 0 l = 1 l = 2 l = 3 ···

···

K殻 L殻 M殻 N殻

s軌道 p軌道 d軌道 f軌道

1 -1 0

m m m m

0

0

0

0

1 -1 0

1 -1 0

1 -1 0 2

-2 1 -1 0 2

-2

1 -10 2

-2 3

-3

1s軌道 2s軌道 3s軌道

4s軌道 4p軌道

3p軌道 3d軌道

4d軌道 4f軌道

軌道の エネルギー と広がり

2p軌道

大

p軌道

小

３重に縮退

d軌道 5重に縮退

f軌道 7重に縮退

注）１つの軌道に電子は最大２個まで収容される

主量子数

方位量子数 磁気量子数

p軌道 l = 1 m = 0, ±1 ^3重縮退

z

y

x

z

y

x

z

y

x

s軌道 l = 0 m = 0 ^縮退なし

x

y z

p

_x

軌道 p

_y

軌道 p

_z

軌道

球対称

軌道の形 軌道の形

水素原子の軌道エネルギー 水素原子の軌道エネルギー

n = 1 n = 2

n = 3 n = 4

軌道

エネルギー

1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p

7s

n = 5 n = 6 n = 7

2 8 18 32 32 8 8

K L M N O P Q

軌道

エネルギー

1s

2s 2p

3s 3p

3d 4s

4p

4d

4f

5s

5p

5d

5f

6s

6p 7s

第１周期 第２周期 第３周期 第４周期 第５周期 第６周期 第７周期

2 8 8 18 18

32 16~

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s

多電子原子の軌道エネルギー 多電子原子の軌道エネルギー

電子同士は互いに反発する

軌道 エネルギー

1s

2s 2p

3s 3p

3d 4s

4p

4d

4f

5s 5p

5d

5f

6s 6p 7s

第１周期 第２周期 第３周期 第４周期 第５周期 第６周期 第７周期

2 8 8 18 18 32 16~

規則 １）電子はエネルギーの低い軌道から順に入る

   ２）軌道のエネルギーが同じ場合は，できるだけ１つずつ入る    ３）１つの軌道に電子は２個まではいる（スピン= +1/2, -1/2)

電子

例）

₁₅P

1s²2s²2p⁶3s²3p³ = [Ne]3s²3p³

構成原理（電子のつまり方）

構成原理（電子のつまり方）

軌道 エネルギー

1s

2s 2p

3s 3p

3d 4s

4p

4d

4f

5s 5p

5d

5f

6s 6p 7s

第１周期 第２周期 第３周期 第４周期 第５周期 第６周期 第７周期

2 8 8 18 18 32 16~

例）

₂₀Ca _1s²_2s²_2p⁶_3s²_3p⁶_4s² _{= [Ar]4s}²

電子のつまり方（例）

電子のつまり方（例）

軌道 エネルギー

1s

2s 2p

3s 3p

3d 4s

4p

4d

4f

5s 5p

5d

5f

6s 6p 7s

第１周期 第２周期 第３周期 第４周期 第５周期 第６周期 第７周期

2 8 8 18 18 32 16~

例）

₂₇Co _1s²_2s²_2p⁶_3s²_3p⁶_4s²_3d⁷ _=[Ar]4s²_3d⁷

電子のつまり方（例）

電子のつまり方（例）

電子のつまり方（例）

電子のつまり方（例）

軌道 エネルギー

1s

2s 2p

3s 3p

3d 4s

4p

4d

4f

5s 5p

5d

5f

6s 6p 7s

第１周期 第２周期 第３周期 第４周期 第５周期 第６周期 第７周期

2 8 8 18 18 32 16~

例）

₅₃I _1s²_2s²_2p⁶_3s²_3p⁶_4s²_3d¹⁰_4p⁶_5s²_4d¹⁰_5p⁵_=[Kr]5s²_4d¹⁰_5p⁵

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sc Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am CmBk Cf Es Fm Md No Fr Ra

s

d

f

p

1s

2s 2p

3s 3p

4s 3d 4p

4d

4f 5s 5p

5d

5f

6s 6p 7s

2 8 8 18 18 32 16~

1s¹ 1s²

s¹ s² s²p¹ s²p²s²p³ s²p⁴ s²p⁵ s²p⁶

I

II III IV

V VI VII

1

2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

I II III IV V VI VII

周期表の成り立ち 周期表の成り立ち

2s 3s 4s

5s 6s 7s

2p 3p 4p 5p 6p 3d

4d 5d

4f 5f

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sc Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am CmBk Cf Es Fm Md No Fr Ra

I II III IV V VI VII

1 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

ランタノイド アクチノイド アルカリ金属

アルカリ土類金属

ハロゲン 希ガス

遷移元素

典型元素 典型元素

ｓブロック ｐブロック

ｄ，ｆブロック

金属元素

金属元素 非金属元素

非金属元素

（希土類）

周期表の成り立ち

周期表の成り立ち