【プロ講師解説】このページでは『電子配置の基礎や電子殻の名前、電子を殻に入れていく際のルール・順番等』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

電子殻とは

【原子の構造】陽子・中性子・電子・原子核・質量数・原子番号の数と関係にある通り、原子の中心には原子核があり、その周りを電子がグルグル回っている。

このとき、電子の回る道(黒い円)のことを電子殻という。
電子殻は層になっており、内側から順にK殻、L殻、M殻、N殻という名前がついている。

それぞれの電子殻に入れることのできる電子の数は決まっており、K殻は2個、L殻は8個、M殻は18個、N殻は32個である。これを一般式で表すと2n2個となる。(nにはK殻なら1、L殻なら2…を入れる)
※テストで毎回一般式から考えていると時間がないので2個8個18個32個という数字はできるだけ暗記しておこう!

電子配置とは

電子が電子殻に入るとき、その入り方にはある規則性(ルール)がある。それを電子配置という。

基本的なルールは次の2つ。

RULE1 電子は内側の殻から順に入る
RULE2 最外殻電子は8コまで
Point!

いくつか例を挙げてこれらのルールについて確認していこう。

例1)炭素(原子番号6)の電子配置

炭素の原子番号は6。
したがって、もっている電子の数は6個である。

STEP1

RULE1より、まずは最も内側のK殻に電子が入る。

K殻に入れることができる電子は2個までなので2個入れたところでストップ。

STEP2

次に、1つ外側のL殻に4個の電子が入る。

これで炭素のもつ6個の電子が全て収まったので完成。

例2)カルシウム(原子番号20)の電子配置

カルシウムの原子番号は20。
したがって、20個の電子を持っている。

STEP1

炭素同様、まずは内側のK殻に2個の電子が入る。

STEP2

L殻に8個の電子が入る。

L殻は8個までしか電子を入れることができないのでここでストップ。

STEP3

M殻に8個の電子が入る。

ここが重要なポイント。M殻は18個まで電子を入れることができるけど、RULE2より最外殻電子(=最も外側の電子殻に存在する電子)は8個を超えてはいけないので次の殻にいく。

STEP4

N殻に2個の電子が入る。

これでカルシウムのもつ20個の電子を全て使い切ったので終了。

例3)チタン(原子番号22)の電子配置

チタンの原子番号は22。
したがって、もっている電子の数は22個。

STEP1

K殻に2個の電子が入る。

STEP2

L殻に8個の電子が入る。

STEP3

M殻に8個の電子が入る。

最外殻電子が8個を超えてはいけないのでここで一旦ストップ。

STEP4

N殻に2個の電子が入る。

あれ?残りの4個全部入れればいいんじゃないの?と思った人。ここは2個でOK。残りの2個がどこにいくのかは次のSTEP5を見てみよう。

STEP5

M殻に2個の電子が入る。

最外殻がN殻になったからM殻にはもう8個以上の電子を入れてよくなったわけだね。

演習問題

問1

【】に当てはまる用語を答えよ。

電子が収容される場所を【1】といい、電子が【1】に入るときの“入り方”を【2】という。
【問1】解答/解説:タップで表示
解答:【1】電子殻【2】電子配置

電子配置について詳しくは「電子配置(書き方・例題・電子を並べる順番やルール・覚え方など)」を確認しよう。

問2

【】に当てはまる用語を答えよ。

電子殻は内側から順に【1】殻、【2】殻、【3】殻、【4】殻という名前がついている。
それぞれに収容できる電子の数は順に【5】個、【6】個、【7】個、【8】個であり、一般式で表すと【9】個となる。
【問2】解答/解説:タップで表示
解答:【1】K【2】L【3】M【4】N【5】2【6】8【7】18【8】32【9】2n2

一般式のnには、K殻なら1、L殻なら2…が入る。
電子配置について詳しくは「電子配置(書き方・例題・電子を並べる順番やルール・覚え方など)」を確認しよう。

問3

【】に当てはまる用語を答えよ。

最も外側の電子殻(最外殻と呼ばれる)に入っている電子は、原子同士が結合するときに重要な役割を果たしており【1】と呼ばれる。
電子殻が最大収容電子数まで埋まっているとき、その電子殻は【2】と呼ばれ、最外殻が【2】になったとき原子は非常に安定する。
【問3】解答/解説:タップで表示
解答:【1】価電子【2】閉殻

電子配置について詳しくは「電子配置(書き方・例題・電子を並べる順番やルール・覚え方など)」を確認しよう。
また、価電子について詳しくは「最外殻電子と価電子(違い・一覧・8個の理由など)」を確認しよう。

問4

【】に当てはまる用語を答えよ。

最外殻が閉殻の原子や最外殻にある電子(最外殻電子)が8個の原子は【1】と呼ばれ、非常に安定した電子配置をもつ。
【問4】解答/解説:タップで表示
解答:【1】希ガス

ヘリウムやアルゴンなどの希ガスの電子配置は非常に安定している。

希ガスの電子配置について詳しくは「希ガスの電子配置が安定な理由」を確認しよう。
電子配置について詳しくは「電子配置(書き方・例題・電子を並べる順番やルール・覚え方など)」を確認しよう。
最外殻電子について詳しくは「最外殻電子と価電子(違い・一覧・8個の理由など)」を確認しよう。

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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

著者紹介詳細