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電子 でんし 殻 から ( でんしかく 、( 英 えい : electron shell )は、ボーアの原子 げんし 模型 もけい において、原子核 げんしかく を取 と り巻 ま く電子 でんし 軌道 きどう の集 あつ まりをいう。言 い わば電子 でんし の収容 しゅうよう 場 ば 所 ところ のことで、それにいかに電子 でんし が入 はい っているかを示 しめ すのが電子 でんし 配置 はいち である。実際 じっさい の電子 でんし 軌道 きどう は必 かなら ずしも球状 きゅうじょう ではなく、このモデルも厳密 げんみつ には正確 せいかく ではない。しかし、原子 げんし に束縛 そくばく された電子 でんし の状態 じょうたい を理解 りかい する上 じょう で重要 じゅうよう なモデル である。
電子 でんし 殻 から は主 しゅ 量子 りょうし 数 すう
n
=
1
,
2
,
3
,
⋯
{\displaystyle n=1,2,3,\cdots }
ごとに複数 ふくすう の層 そう を構成 こうせい しているとみなされ、エネルギー準 じゅん 位 い の低 ひく い方 ほう からK殻 から ・L殻 から ・M殻 から ・N殻 から ・O殻 から ・P殻 から …と呼 よ ばれている。電子 でんし 殻 から それぞれに入 はい ることのできる電子 でんし の数 かず は
2
n
2
{\displaystyle 2n^{2}}
個 こ に等 ひと しい。ここで示 しめ す電子 でんし 収容 しゅうよう 数 すう はあくまで計算 けいさん 値 ち であり、各 かく 電子 でんし 殻 から 上 じょう で32個 こ より多 おお く電子 でんし をもつ原子 げんし は発見 はっけん されていない。
電子 でんし 殻 から は一 ひと つ以上 いじょう の「小 しょう 軌道 きどう [ 1] 」(electron subshell) より構成 こうせい され、各 かく 小 しょう 軌道 きどう での電子 でんし 収容 しゅうよう 数 すう の和 わ がその電子 でんし 殻 から での収容 しゅうよう 数 すう となる。次節 じせつ 参照 さんしょう 。
電子 でんし は、量子 りょうし 数 すう の小 ちい さい電子 でんし 殻 から から順 じゅん に入 はい ることになっている。このため電子 でんし 殻 から の数 かず は、元素 げんそ によってそれぞれ異 こと なり、元素 げんそ の周期 しゅうき を決定 けってい する要素 ようそ となる。それぞれの原子 げんし の最 もっと も外側 そとがわ の電子 でんし 殻 から の電子 でんし を最 さい 外 そと 殻 から 電子 でんし ともいい、希 まれ ガス を除 のぞ きしばしば価 あたい 電子 でんし の役割 やくわり をする。
電子 でんし 殻 から のアルファベット がKから始 はじ まるのは、発見 はっけん 当初 とうしょ はまだこれより小 ちい さい殻 から があると考 かんが えられていたため、10個 こ 分 ぶん の予約 よやく を確保 かくほ し、11個 こ 目 め のKがあてられた。しかし、K殻 から よりも小 ちい さい殻 から は発見 はっけん されなかった。
英 えい 版 ばん (英語 えいご 圏 けん )では電子 でんし 殻 から を数字 すうじ で表示 ひょうじ し、ロ ろ ーマ字 まじ 表示 ひょうじ もされると記述 きじゅつ されている。("1 shell"(K殻 から )、 "2 shell"(L殻 から )、 "3 shell"(M殻 から )、・・・。)
計算 けいさん 上 じょう で電子 でんし 殻 から に収納 しゅうのう 可能 かのう な電子 でんし 数 すう
殻 から
主 しゅ 量子 りょうし 数 すう n
電子 でんし 数 すう 2n 2
小 しょう 軌道 きどう
K殻 から
1
2
1s (2)
L殻 から
2
8
2s+2p (2+6)
M殻 から
3
18
3s+3p+3d (2+6+10)
N殻 から
4
32
4s+4p+4d+4f (2+6+10+14)
O殻 から
5
50
5s+5p+5d+5f+5g (2+6+10+14+18)
P殻 から
6
72
6s+6p+6d+6f+6g+6h (2+6+10+14+18+22)
Q殻 から
7
98
7s+7p+7d+7f+7g+7h+7i (2+6+10+14+18+22+26)
しかし、実際 じっさい に周期 しゅうき 表 ひょう としてまとめられている元素 げんそ の電子 でんし 配置 はいち においては、電子 でんし 殻 から 内 ない の電子 でんし 数 すう は、以下 いか のような形 かたち でしか確認 かくにん されていない。
(太字 ふとじ (d軌道 きどう 、f軌道 きどう )は、余剰 よじょう 部分 ぶぶん として、電子 でんし の充填 じゅうてん が後 こう の周期 しゅうき へと後回 あとまわ しにされる軌道 きどう 。d軌道 きどう は1周期 しゅうき 後 ご 、f軌道 きどう は2周期 しゅうき 後 ご に充填 じゅうてん される。d軌道 きどう は主 おも に1周期 しゅうき 後 ご のDブロック元素 げんそ (遷移 せんい 元素 げんそ )の部分 ぶぶん を、f軌道 きどう は主 おも に2周期 しゅうき 後 ご のFブロック元素 げんそ (ランタノイド ・アクチノイド )の部分 ぶぶん を担 にな う。)
英語 えいご でelectron subshellといい、「小 しょう 軌道 きどう 」、「副 ふく 電子 でんし 殻 から 」[ 2] 、「亜 あ 殻 から 」と言 い われる。ここでは本 ほん 項目 こうもく である「電子 でんし 殻 から 」と区別 くべつ しやすくするため「小 しょう 軌道 きどう 」と表記 ひょうき する。小 しょう 軌道 きどう は電子 でんし 殻 から を構成 こうせい する電子 でんし 軌道 きどう の集 あつ まりで、エネルギー準 じゅん 位 い の低 ひく い内側 うちがわ のs軌道 きどう から始 はじ まり、p、d、f、g軌道 きどう と続 つづ く。各 かく 小 しょう 軌道 きどう の電子 でんし 容量 ようりょう の和 わ がその電子 でんし 殻 から の電子 でんし 容量 ようりょう となる。K殻 から ではs軌道 きどう の2個 こ のみ、L殻 から ではs軌道 きどう の2個 こ とp軌道 きどう の6個 こ の計 けい 8個 こ 、M殻 から ではs軌道 きどう の2個 こ 、p軌道 きどう の6個 こ 、d軌道 きどう の10個 こ の合計 ごうけい の18個 こ となる。
増 ぞう 成 なり 原理 げんり (Aufbau principle)電子 でんし の各 かく 電子 でんし 殻 から の各 かく 軌道 きどう への収容 しゅうよう 順 じゅん 。上 うえ からK(=1)、L(=2)、M(=3)、N(=4)、O(=5)、P(=6)殻 から
高位 こうい の「電子 でんし 殻 から 」の低位 ていい の「小 しょう 軌道 きどう 」のエネルギー準 じゅん 位 い は、低位 ていい の「電子 でんし 殻 から 」の高位 こうい の「小 しょう 軌道 きどう 」より低 ひく くなっており、そちらへ先 さき に電子 でんし が収容 しゅうよう される。これを構造 こうぞう 原理 げんり という。右 みぎ 図 ず の3行 ぎょう 目 め のM殻 から ではp軌道 きどう (3p)に電子 でんし が入 はい ると、次 つぎ はd軌道 きどう (3d)では無 な くN殻 から のs軌道 きどう (4s)へ電子 でんし が入 はい る。その後 ご でM殻 から のd軌道 きどう (3d)へ戻 もど る。以降 いこう 3d - 4p - 5s - 4d - 5p - 6sと続 つづ いていく。ただし第 だい 4周期 しゅうき 以降 いこう では例外 れいがい もある。詳細 しょうさい は電子 でんし 配置 はいち を参照 さんしょう 。
例 たと えるなら、近 ちか くの建物 たてもの の3階 かい へ引 ひ っ越 こ すより、遠 とお い建物 たてもの の1階 かい へ入居 にゅうきょ するほうが簡単 かんたん という事 こと である。これがO殻 から 、P殻 から に32個 こ より多 おお くの電子 でんし を持 も つ元素 げんそ が見 み つかっていない理由 りゆう でもある。
2012年 ねん の時点 じてん で発見 はっけん が報告 ほうこく されている(未 み 公認 こうにん を含 ふく む)元素 げんそ は、右 みぎ 図 ず の小 しょう 軌道 きどう 6dおよび7s[ 注釈 ちゅうしゃく 1] を満 み たし、7pに電子 でんし を収容 しゅうよう している元素 げんそ である。
^ 7sは6pの後 のち に既 すで に満 み たされている。