原子構造と電子配置

高分子化合物の組成・反応過程・製造などを勉強していると、原子構造のキーワード(双極子、ポテンシャルエネルギーなど)は避けて通れないようなので、改めて周期表をじっくり見てみる。手持ちの参考書を頼りに、学生時代の記憶をサルベージして整理する。

ノート(抜粋)

  • 1つの原子軌道は3つの量子数(n, l, ml)によって一義的に決まり、さらに電子のスピンを考慮に入れた計4つの量子数により、原子内の状態が決まる。
  • Pauriの排他原理(Pauli’s exclusion principle):原子中の電子は4つの量子数(n, l, ml, ms)によって規定される1つの状態に1個の電子しか存在できない。

ここで、n:主量子数(軌道の大きさとエネルギーを決める)、l:方位量子数(軌道の形をきめる)、ml:方位量子数(軌道の空間での配向を決める)、ms:スピン磁気量子数(+1/2と-1/2の値を取り、前者は右回りに対応してαスピン、後者は左回りに対応してβスピン)

また、1つのに対してln個の値をとり、1つのlに対してmlは(2l+1)個の値をとる。各nlの値に対して、次の記号を使用する。

 

周期表の族について

典型的元素(main group elements)
同族間の類似性が著しい元素(アルカリ金属、アルカリ土類金属、半金属、卑金属、希ガス)
遷移元素(transition elements)
同族間のみならず横の類似性も重要な元素