大学化学の電子配置とは？

 

高校の化学の授業でも学ぶ「電子配置」ですが、これは電子がどのように配置されているか、どのような順番でどういう軌道に入っていくかというのを学ぶ分野です。

 

今日の記事では、大学理系学部に属する学生、そして文系でも理系に興味のある学生を対象に電子配置の基本について解説します。

 

ぜひ最後までお読みください！

 

【電子配置の基本】

まず最初に電子軌道について見ていきましょう。

 

電子軌道は以前は副殻とも呼ばれていましたが、最近では電子軌道になりました。その電子軌道には大きく分けて4つ種類があります。

 

・s軌道

・p軌道

・d軌道

・f軌道

 

さらに細かくいうと、この4つの各軌道には例えばs軌道に1つ、p軌道に3つ、d軌道に5つなどありますが、大切なのは1つの軌道に電子は最大で2つまでしか入られないということです。

 

その理由には「スピン、ダウンスピン」という物理の内容が関わってきてここでは簡単に説明しますが、電子には上向きのものと下向きのものがあり、これらは磁気的な性質が逆になります。

 

磁石が逆とイメージするとわかりやすいかもしれません。同じ軌道に2つまでの軌道しか入らないというのはこれからきています。

 

≪高校物理を使い解説≫

 

ここまで何となくイメージしてもらえたかもしれませんが、ここからは高校の化学でも学んだ内容や用語を使いさらに理解を深めていきましょう。

 

まず、k殻はどのようにできているか。それはs軌道でできており、2つの電子があります。

 

l殻はs軌道とp軌道でできていますがp軌道は上記でも紹介した通り3つに分けられるので3つ、合計でs軌道の2つにp軌道に2×3で8になります。p軌道の2×3というのは1つの電子には2つまでしか入らないのでそのような計算になります。

 

続いて、m殻はs軌道、p軌道、d軌道からなりp軌道は先と同じで3種類、d軌道は5種類なのでs軌道の2+p軌道の2×3+d軌道の2×5で18個入ります。

 

高校ではこれらをn1、2、3…という感じで番号をつけて覚えたと思いますが、大学化学ではこの数字が重要になってきます。

 

ここまで電子配置の基本的なことについて紹介しましたが、理系分野の人なら何となく理解できたと思います。ただ理解が難しいいるかもしれないので必要に応じて高校で学んだ電子配置について再度復習しておきましょう。

 

【大学化学科に進む学生へ】

 

 

大学の化学科は理系学科の1つであり、内容的に専門的なことを学び研究室に費やす時間も多いです。

 

一般的に理系学科はそのような場所ですが化学科は中でも長時間研究室にこもり留年率も高い傾向にあるので授業に遅れをとっている人は早めに対処したいものです。

 

授業自体も高校までのように「教える」というよりは黙々と授業を展開していくというスタイルなので自主性が強く求められます。

 

留年してしまうと大学生活だけでなく卒業後の進路の計画にも影響することがあるので授業にしっかりついていくために予習復習などの勉強はもちろん、スケジュール管理や試験の過去問を事前に入手しておき対策するなどの工夫が求められます。

 

【まとめ】

当サイトでは、大学の化学科の学生に役立つ情報を日々発信していますのでぜひ他の記事も参考にしてください。

 

またもし授業についていけなくどうしようもない時は、大学生向けの学習塾という選択肢もあるのでぜひ知っておいてほしいです。

 

塾というのは何も高校までだけではなく大学生にもあります。弊社でも大学生向けの学習塾を開講していますので何か質問があれば気軽にお問い合わせください。