高校 · 12分

電子殻と電子配置：H から Ar まで

原子番号を1から18まで進め、電子が殻を一層ずつ埋める様子を見る。

目的

H–Ar の各殻の電子数を数え、Na の $2.8.1$ のような配置を書き、最外殻の満杯と希ガスを結びつける。

器具と試薬

原子番号スライダー付き電子殻ウィジェット。

手順

$Z = 1$ （H）：第1殻に電子が1個。殻 $n = 1$ の最大収容数 $2n^2$ に注意。
Z をゆっくり 10（Ne）まで上げ、第1殻が2個、次に第2殻が8個まで埋まるのを数える。
$Z = 18$ （Ar）まで進める：第3殻が8個になり、再び希ガスになる。
Na・Mg・Cl の配置 $n_1.n_2.n_3$ を書き、どれが電子を失い／得るか予測する。

観察すること

殻は順に埋まる：第1殻に2個、第2殻に8個、Z = 1 → 18 では第3殻に8個。
He、Ne、Ar はいずれも最外殻が満杯——希ガスの安定性の印。

解説

電子はエネルギーの高い順に殻を占める。各殻 $n$ は最大 $2n^2$ 個を収容し、最外殻の満杯（8個、オクテット）が希ガスの不活性をもたらす。ここでのボーア模型は教育用モデル——軌道がそれを精密化する——だが、Na が1個失い Cl が1個得る理由を正しく予測する。

関連トピック

軌道・電子配置・量子数素粒子・同位体・原子番号・質量数

バーチャル実験は直感をつかむための簡略化したモデルです。実際の実験や安全教育の代わりにはなりません。指導者なしに自宅で再現しないでください。