原子の電子配置はどういう原理に基づいて決定されるか、具体的に例をあげて、説明...

weird_weatherさん

非常に難しい回答になりますが、以下の３つ規則によって電子配置は決まります。

第1法則.組み立ての原理：電子配置は、まず最低のエネルギーの軌道をまず用いる。
これの覚え方は、以下に記します。

1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s ・・・・・・・・

のようなものを書き、(1s) (2s) (2p 3s) (3p 4s) (3d 4p 5s)となるように斜めに線を引いていった順に、
エネルギーが低い順となります。
また、s軌道には2×1, p軌道には2×3, d軌道には2×5, f軌道には2×7個ずつ電子が入ります。
(s=1, p=3, d=5, f=7のように各軌道には、量子数が決まっています。量子数に関しては、次の法則で説明します。)


第2法則.フントの規則：軌道が縮重しているときは、スピン多重度最大が保たれる。すなわち、電子は、縮重している組の各組が半充填されるまでは、組をつくらない。
これは、例えばp軌道は、量子数が3であり、それぞれ、px, py, pzで表されます。
つまりp軌道は、3つ縮重していることになります。
px, py, pzにはそれぞれ2個ずつ電子が入るため、p軌道は、2×3で6個電子が入りますが、
pxに1個電子が入ったら、次はpyに電子が1個入り、さらに次はpzに電子が1個入らなければならないという法則です。
このあとは、半充填されたため、再びpxに電子が入っていきます。
つまり、「pxにいきなり2個電子が入り、組をつくるということはない」ということです。


第３法則.パウリの排他原理：2電子が同じ軌道を占めるときは、それらは反対スピンをとらなければならない。
これは、例えば、He（ヘリウム）は、1s軌道に2つ電子が入っていますが、
この軌道の電子の1つが+1/2のスピンをとっているならば、もう1つの電子は-1/2のスピンをとっているということになります。

わかりましたか？