電子配置と周期表
25分 Part 1 / Ch1 / Lesson 3
前提レッスン: 1-1-2
到達目標
- K殻・L殻・M殻の電子配置を書ける
- 周期表の族と周期の意味を説明できる
- 価電子の数と元素の性質の関係を理解する
電子殻と電子配置
電子は原子核に近い方から K殻(最大2個)→ L殻(最大8個)→ M殻(最大18個) の順に入る。各殻に入る最大電子数は 個（ = 殻の番号）。
| 殻 | 最大電子数 | |
|---|---|---|
| K殻 | 1 | 2 |
| L殻 | 2 | 8 |
| M殻 | 3 | 18 |
原子番号1〜20の電子配置:
| 元素 | 記号 | 電子配置 (K, L, M, N) | 価電子 |
|---|---|---|---|
| 水素 | H | (1) | 1 |
| ヘリウム | He | (2) | 0 |
| リチウム | Li | (2, 1) | 1 |
| ベリリウム | Be | (2, 2) | 2 |
| ホウ素 | B | (2, 3) | 3 |
| 炭素 | C | (2, 4) | 4 |
| 窒素 | N | (2, 5) | 5 |
| 酸素 | O | (2, 6) | 6 |
| フッ素 | F | (2, 7) | 7 |
| ネオン | Ne | (2, 8) | 0 |
| ナトリウム | Na | (2, 8, 1) | 1 |
| カルシウム | Ca | (2, 8, 8, 2) | 2 |
周期表と価電子
周期（横の行）= 電子殻の数。族（縦の列）= 最外殻の電子数（＝価電子数）に対応。同じ族の元素は似た化学的性質を持つ。
価電子: 最外殻の電子の数。化学反応に関与する電子。
- 1族（H, Li, Na, K…）: 価電子 1個 → 1個の電子を失いやすい → 陽イオンになりやすい
- 17族（F, Cl, Br, I…）: 価電子 7個 → 1個の電子をもらいやすい → 陰イオンになりやすい
- 18族（He, Ne, Ar…）: 価電子 0個（閉殻）→ 安定 → 反応しにくい（希ガス）
よくある誤解
「M殻に電子が18個入ってからN殻に入る」→ 違います。K殻から20番目(Ca)まではM殻に8個入った時点でN殻に入り始めます。M殻の残りの席は遷移元素で埋まります。
確認クイズ
Q1 K殻に入る最大の電子数は?
Q2 酸素(O, 原子番号8)の電子配置は?
Q3 周期表で同じ族の元素が似た性質を持つ理由は?
Q4 希ガス（18族）が安定で反応しにくい理由は?
演習
問1. 塩素 Cl（原子番号17）の電子配置を書き、価電子の数を答えよ。
解答・解説
電子配置: (2, 8, 7)
- K殻: 2個
- L殻: 8個
- M殻: 7個（17 − 2 − 8 = 7）
価電子は 7個。17族（ハロゲン）の元素はすべて価電子7個で、1個の電子を受け取って になりやすい。
問2. 原子番号19のカリウム(K)の電子配置が (2, 8, 8, 1) であり、(2, 8, 9) ではない理由を説明せよ。
解答・解説
M殻は最大18個まで入れるが、M殻が最外殻のときは8個で安定する（オクテット）。M殻に9個目が入る前に、N殻に1個入る方がエネルギー的に安定なため、(2, 8, 8, 1)の配置をとる。
M殻の9個目以降が埋まるのは、21番のSc（スカンジウム）以降の遷移元素。