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化学入門12

10円 2025年07月04日 カード62 いいね0

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単語カード

  • 物質波の「波長」は
    粒子の「質量×速さ」に反比例する
  • • 量子力学では、
    電子を波動性をもつ粒子とし て扱う。
  • ボーア →
    電子を粒子と考えて量子論を構築
  • アインシュタイン →
    光電効果は波では説明できない。光は波であり粒である。
  • ド・ブロイ →
    光が二面性を示すなら、電子も粒であり波なのでは？
  • シュレディンガー →
    ド・ブロイの考えを発展させて波動力学＝量子力学を展開
  • 古典力学は
    マクロの世界で通用する。
  • 運動方程式などを解く ことで、
    その解はある物体の正確な位置と正確な 速さを与えてくれる。
  • 量子力学　波動方程式の解は
    波動関数として得られるのみ で、粒の正確な位置も速さもわからない。
  • 。しかし、
    波動関数の二乗は粒子がある位置に見出される 確率を表す。
  • 波動関数　確率の高いところ
    濃
  • 確率の低いところ
    淡
  • 濃、淡を
    電子雲として図示
  • 電子雲として図示→
    電子の軌道（s, p, d, f 軌道）
  • 電子はどんな状態か
    →量子数（主量子数、方位量子数、磁気量子数）
  • シュレーディンガー方程式 →
    電⼦の波動性に注⽬
  • 電⼦の波動性に注⽬したので
    →「波動⽅程式」に質量m(粒⼦性)と波動関数ψ（波動性）を取り込んだ。
  • *波動関数︓
    系の空間的な位置（例︓原⼦の中の電⼦)に関する関数
  • 解がしめすこと
    空間のある領域に電子を発見す る確率は波動関数の二乗（Ψ2）に 比例する
  • 一組の量子数によって特徴づけられる例
    ・主量子数(n) ・方位量子数(ℓ) ・磁気量子数(m) ・スピン磁気量子数
  • 主量子数（n）
    原子軌道の大きさエネルギー準位を決める
  • 主量子数（n）は
    ボーア理論でのn数（量子条件、電子の軌道） に相当する。
  • 方位量子数
    軌道の三次元的形状「形」を決める
  • nの値 　ℓの値
    1
    2
    3
    4
    5
    n
    ℓの値
    ０
    0, 1
    0, 1, 2
    0, 1, 2, 3
    0, 1, 2, 3, 4
    0, 1, 2, 3, 4 ・・・・(n-1)
  • 原子軌道の名称 副殻　０
    S軌道
  • １
    ｐ軌道
  • ２
    ｄ軌道
  • ３
    ｆ軌道
  • ４
    ｇ軌道（以降はアルファベット順）
  • 副殻の表記
    ｎ＝２、ℓ＝１
    ｎ＝４、ℓ＝０

    →２ｐ
    →４ｓ
  • 磁気量子数 (mℓ )
    座標軸に関する軌道の空間的配向
  • 座標軸に関する軌道の空間的配向
    →同じ副殻でも向きが異なる軌道がある
  • mℓ は
    - ℓ 〜 + ℓ までの整数をとる
  • 例
    ℓ =0(s 軌道)ならば→
    ℓ =1(p 軌道)ならば→
    ℓ =2(d 軌道)ならば→

    mℓ の個数は＝ 1
    mℓ の個数は＝ ３
    mℓ の個数は＝ ５
  • 電子スピンとパウリの排他原理　 msは、
    +1/2か-1/2で表す
  • 電荷をもつ粒子が
    回転する ことで磁場が発生する。
  • 向 きが逆なために
    反発しない で、むしろ安定する。
  • パウリの排他原理とは
    どの軌道においても逆向きのスピンを持つ２個の電子しか 入れない。
  • どの軌道においても逆向きのスピンを持つ２個の電子しか 入れない。→
    →同じ原子軌道を占めることができる電子は2個だけ
  • 電子の状態は
    ４種の量子数で決まる。
  • 主量子数（n）は
    主殻（K, L, M, N殻・・・）を表し、
  • 方位量 子数（ℓ）は
    副殻（s, p, d, f 軌道・・・）を表す。
  • 主量子数（n） なる状態は、
    方位量子数（ℓ）の異なるn個の状態に分か れる。
  • それぞれの状態は、さらに磁気量子数（mℓ）によって
    （2ℓ+1）個の状態に分けられる。
  • その上で、スピン量子数（ms）の異なる二つの状態に 分かれる結果
    合計で2n2 個の状態に分かれることにな る。
  • フントの規則
    エネルギーの等しい軌道に複
    数の電子が入る場合、向きを
    揃えて一つずつ入る
  • パウリの排他原理
    １箱の電子は２つ、スピン
    の向きは逆
  • 電位配置1s²
    １＝
    s=
    ²＝

    ｎ
    ℓ
    存在する電子の数
  • 有効核電荷(Zeff)＝
    ＝Zー電子による遮蔽：外殻電子が受ける正味電荷
  • エネルギーの小さい軌道 から
    ２個ずつ配置される
  • <構成原理の規則> 1.
    よりエネルギーの低い軌道が占有される
  • 基底状態電子配置
    (最もエネルギーが低い状態)
  • 2.
    1つの軌道に電子は2個までしか入れず、逆向きスピ ンをもつ
  • 1つの軌道に電子は2個までしか入れず、逆向きスピ ンをもつこと
    (Pauliの排他則)
  • 3.
    ２つ以上の同エネルギーを持つ軌道がある場合、す べての軌道が半占状態になるまで電子は別々の軌道 に入る。
  • ２つ以上の同エネルギーを持つ軌道がある場合、す べての軌道が半占状態になるまで電子は別々の軌道 に入る。こと
    【Hund(フント)の規則】
  • 外側の電子は原子核の電荷によって核に引き寄せられるが
    内側の電子の反発によって原子核から引き離される
  • 電子の配置される順番 ＝
    エネルギーの小さい順番
  • 例外的な電子配置
    エネルギー準位の低い４ｓ軌道が埋まってから、３ｄ軌道に配置されるはずだが、
    例外としてCrやCuのように５つの３ｄ軌道から充足される
  • sp混成軌道の数と形
    数が２で形は直線
  • sp2混成軌道の数と形
    数が３で形は平面三角形 120°
  • sp3混成軌道の形
    正四面体 109.5°
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