令和元年12月実施(第70回）環化 問６

※怒られるといけないので問題文は載せません。

令和元年12月実施(第70回）環化　問６
電子配置の問題
基底状態のクロム原子（原子番号２４）の電子配置

正解）
　

解説）
・1sの1や2pの2は主量子数nを表している。

n	1	2	3	4	5	6	7
電子殻	K	L	M	N	O	P	Q

・主量子数nに対してn個の方位量子数lが存在する。
　方位量子数lは0からn-1までの整数をとり、下の表の記号で表される。この記号が1sのsや2pのpに該当する。

l	0	1	2	3
記号	s	p	d	f

・方位量子数lに対して(2l+1)個の磁気量子数mが存在する。
　磁気量子数mは －l から l までの整数をとる。（例　l=1の場合 m= －1、0、1）
　1個の磁気量子数に対して1つの軌道が存在する。例えばl=1の時、mは3種類の値をとれるので、p軌道は3つの軌道が存在する。

・1つの軌道に電子は2個まで収容できる。
　（スピン量子数sが異なる2個の電子　s=＋1/2、－1/2）

・電子が占有していく軌道の順序は基本的には以下の通りだが、例外もある。

1s

2s

2p

3s

3p

4s

3d

4p

5s

4d

5p

6s

　原子番号３６までで例外はクロムと銅。3d軌道は５つ軌道があるが中途半端に４つ軌道を埋めた状態よりも５つ埋めた方が安定するようだ。この説明が4d軌道でもそのまま当てはまれば良いのだが、そうはなっていないので注意。原子番号３７以降はもっと変則。

　今回の出題はクロムなので、基本的な順序だけで考えてしまうと以下の電子配置を選んでしまい間違ってしまう。
　　（誤）

周期	元素	K	L		M			N
		1s	2s	2p	3s	3p	3d	4s	4p	4d	4f
1		1
		2
2		2	1
		2	2
		2	2	1
		2	2	2
		2	2	3
		2	2	4
		2	2	5
		2	2	6
3		2	2	6	1
		2	2	6	2
		2	2	6	2	1
		2	2	6	2	2
		2	2	6	2	3
		2	2	6	2	4
		2	2	6	2	5
		2	2	6	2	6
4		2	2	6	2	6		1
		2	2	6	2	6		2
		2	2	6	2	6	1	2
		2	2	6	2	6	2	2
		2	2	6	2	6	3	2
		2	2	6	2	6	5	1
		2	2	6	2	6	5	2
		2	2	6	2	6	6	2
		2	2	6	2	6	7	2
		2	2	6	2	6	8	2
		2	2	6	2	6	10	1
		2	2	6	2	6	10	2
		2	2	6	2	6	10	2	1
		2	2	6	2	6	10	2	2
		2	2	6	2	6	10	2	3
		2	2	6	2	6	10	2	4
		2	2	6	2	6	10	2	5
		2	2	6	2	6	10	2	6