電子カーネル構成：構築、例 - 化学

コンパクトまたはカーネル電子構成は、その量子表記電子及びそれらのエネルギーサブレベルの数の括弧内の希ガス記号で略記されているものです。シンプルで高速なので、特定の要素の電子構成を作成するときに非常に役立ちます。

「カーネル」という言葉は通常、原子の内部電子殻を指します。つまり、それらの電子は価数ではなく、したがって化学結合に関与しないが、それらは元素の特性を定義する。比喩的に言えば、カーネルは玉ねぎの内部であり、その層はエネルギーが増加する一連の軌道で構成されています。

希ガス記号で略された電子構成。出典：ガブリエルボリバル

上の画像は、4つの希ガスの化学記号を括弧で囲んで、（緑）、（赤）、（紫）、（青）の異なる色で示しています。

点線の各フレームには、軌道を表すボックスが含まれています。それらが大きいほど、それらが含む電子の数が多くなります。これは、さらに多くの要素の電子構成をこれらの記号で簡略化できることを意味します。これは、すべての表記法を書く時間とエネルギーを節約します。

ビルド順序

カーネル電子構成を使用する前に、そのような構成を構築または作成する正しい順序を確認することをお勧めします。これは、対角線のルールまたはMoellerダイアグラム（一部の方法では雨法と呼ばれます）に従って管理されます。この図を手元に置くと、量子表記は次のようになります。

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

この一連の量子表記法は非常に精力的に見えます。そして、期間5以降で見つかった元素の電子配置を表現するたびに書き込む必要がある場合は、さらにそうなります。また、ストリングには電子がないことに注意してください。右上に数字はありません（1s ² 2s ² 2p ⁶ …）。

s軌道は2つの電子（ns ²）を「収容」できることに注意してください。p軌道は合計3つ（上の3つのボックスを参照）であるため、6つの電子（np ⁶）に対応できます。そして最後に、d軌道は5、f軌道は7であり、それぞれ合計10（nd ¹⁰）および14（nf ¹⁴）の電子を持っています。

電子構成の略語

上記を踏まえて、量子表記の前の行を電子で満たすことに進みます。

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

全部でいくつの電子がありますか？118.そして、どの元素がその原子のそのような膨大な数の電子に対応していますか？希ガスオガネソンへ、オグ。

量子数Zが119に等しい要素があるとします。その場合、その価電子構成は8s ^1になります。しかし、その完全な電子構成はどうなりますか？

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶ 8s ¹

そして、あなたの電子カーネル構成は、コンパクトなものでしょうか？です：

8秒¹

明らかな簡略化または省略形に注意してください。シンボルでは、上に書かれた118個の電子すべてがカウントされるため、この不確実な元素には119個の電子があり、そのうちの1つだけが価電子です（周期表ではフランシウムの下にあります）。

例

一般的な

ここで、略語を段階的に作成するとします。

2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

1s ²に置き換えられたことに注意してください。次の希ガスはネオンで、10個の電子があります。これを知って、略語は続きます：

3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

次に、18個の電子を含むアルゴンが続きます。

4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

次の希ガスはクリプトンであるため、省略形はさらに36個の電子によって進められます。

5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

キセノンには54個の電子があるため、略称を5p軌道に移動します。

6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ⁶ 7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

ここまでで、電子配置が常にnp軌道に省略されていることに気づくでしょう。つまり、希ガスにはこれらの軌道が電子で満たされています。そして最後にラドンが続き、86個の電子があるため、6p軌道に省略します。

7s ² 5f ¹⁴ 6d ¹⁰ 7p ⁶

酸素

酸素には8つの電子があり、その完全な電子構成は次のとおりです。

1s ² 2s ² 2p ⁴

使用できる省略形は1s ^2のみです。したがって、電子カーネル構成は次のようになります。

2s ² 2p ⁴

カリウム

カリウムには19個の電子があり、その完全な電子構成は次のとおりです。

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ¹

記号を使用してこの構成を省略できることに注意してください。と同様に。アルゴンはカリウムに最も近い希ガスであるため、後者が使用されます。したがって、カーネルのエレクトロニクス構成は次のようになります。

4秒¹

インド人

インジウムには49個の電子があり、その完全な電子構成は次のとおりです。

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

クリプトンはインジウムに先行する最も近い希ガスであるため、略号には記号が使用されており、カーネルの電子配置を持っています。

5s ² 4d ¹⁰ 5p ¹

4d軌道は正式にはインジウムカーネルに属していませんが、それらの電子は（少なくとも通常の条件下では）金属結合に関与しているのではなく、5sおよび5p軌道の電子に関与しています。

タングステン

タングステン（またはwolfram）には74個の電子があり、その完全な電子構成は次のとおりです。

1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 4s ² 3d ¹⁰ 4p ⁶ 5s ² 4d ¹⁰ 5p ⁶ 6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

再び、それに先行する最も近い希ガスを探します。あなたの場合、それは完全な5p軌道を持つキセノンに対応します。したがって、量子表記の文字列をシンボルに置き換え、最終的にそのカーネル電子構成を取得します。

6s ² 4f ¹⁴ 5d ⁴

参考文献

震えとアトキンス。（2008）。無機化学。（第4版）。Mc Graw Hill。
ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。（2008）。化学（第8版）。CENGAGEラーニング。
パットセイヤー。（2016）。電子構成図。回収元：chemistryapp.org
ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。（2018年12月5日）。希ガスコアの定義。から回収された：thoughtco.com/
ウィキペディア。（2019）。電子構成。回復元：es.wikipedia.org

電子カーネル構成：構築、例 - 化学 - 2025