なんとなくわかる高校化学

価電子

【まとめ】電子殻には入る電子の数は決まっており、最外殻の電子は価電子と呼ばれます。
また、周期表の18族の元素は安定なため価電子数は0と定義されています

前のページで元素は電子配置の書き方と電子殻(K殻、L殻、M殻…)を見てもらいました。ここでは電子殻についてもう少し詳しく説明したいと思います。


電子殻 (K殻,L殻,M殻)


電子は電子殻の内側のK殻から順番に入っていくと言いましたが、それぞれの電子殻には入る電子の数が決まっており、内側からn番目の電子殻には2n2(2×n×n)個まで入ることが出来ます

※例えば、内側から1番目の電子殻(つまりK殻)には2×1×1=2個の電子が入り、内側から2番目の電子殻(つまりL殻)には2×2×2=8個の電子が入ります。



よって、
原子番号が2のヘリウムは電子が2個あるため、K殻に電子が2個入り、
原子番号が8の酸素は電子が8個あるため、K殻に電子が2個、L殻に電子が6個入ります。
(酸素の電子配置は以下のようなイメージです)

酸素原子の電子配置


そして、ここでみなさんに覚えておいてほしいのは価電子という言葉です。

価電子とは何かというと、最外殻(一番外の電子殻)にある電子のことです。
時に価電子は最外殻電子と呼ばれることもありますが、価電子と呼ばれることが圧倒的に多いように思います。

なぜこのように電子の中でも価電子だけ特別な呼び方をするかというと、この価電子の数によって原子がどのような化学反応をするかが決まるためです。
価電子より内側の電子(内殻の電子)は化学反応に関与しません

価電子数が実際にどのように原子に影響するかはこれ以降のページで説明したいと思います。


そして、もう一つ大事なのが、18族元素のHe,Ne,Ar,…は最外殻に電子が入っているのですが、これらの元素は非常に安定な原子であるため、価電子数は0と定義されています
(安定とは他の原子と化学反応をして分子になったりしにくいということです)

※また、HeやNeのように最外殻に入るだけ可能な電子が入っている状態のことを閉殻といいます。

下図に3種類の元素の電子配置を示しています。
ヘリウムは最外殻に電子を2つ、ネオンは最外殻に電子を8つ持っていますが、これらは価電子と呼ばれません

それぞれの原子と価電子数

※価電子の数は0から7までのいずれかになるのですが、18族元素は0ということだけ気を付けてくださいね。


※計算ではM殻には18個の電子が入るにも関わらず、KやCaでは新たにN殻に電子が入っていくのかについては別途コラムに記載したので、疑問を感じた人はコラムを見てみてください。


まとめると、原子内には電子殻には入る電子の数は決まっており、最外殻の電子は価電子と呼ばれます。
また、周期表の18族の元素は安定なため価電子数は0と定義されています

読んでくれてありがとう!!