アウフバウの原理とフント則

原子の軌道は 異なるエネルギーを持ち それぞれ2つの電子を受け入れる ことを思い出してください アウフバウの原理は 原子の各殻間の 電子の分布を規定し フントの最大多重度の法則は 各殻内の軌道の充填を 説明しています アウフバウの原理において 基底状態では 電子は最低エネルギー軌道から 最高エネルギー軌道を埋めていき 最も低いエネルギーの配置を 実現するとしています 一般的にエネルギーは 殻の数が増えるにつれて 増加しますが s軌道の透過が大きいため 4s軌道は3d軌道よりも低く 5s軌道は4d軌道よりも低い エネルギーになることが多くなります このような図を使って 順番を覚えることができ 矢印のパスは電子の 軌道に割り当てられた 順番を示しています 原子番号6の元素である 炭素の電子配置を 書いてみましょう 確かに エネルギーが 最も低い1s軌道は 2s軌道の前に 埋めなければなりません それぞれの軌道は最大2個の 電子を保持することができます 5個目の電子は 2-p部分殻に入ります しかし 3つの2-p軌道のうち どの軌道に入るのでしょうか？そうですね どの部分殻の軌道も 縮退していると推定されますが これは同じエネルギーを 持っていることを意味します したがって 5番目の電子は 3つの縮退した2-p軌道の どれにでも入ることができます 第6電子はどうでしょうか？電子と一緒に 2-p軌道に入るのか それとも空いている2-p軌道の 1つに入るのでしょうか？フントの最大多重度の 法則によれば 電子はペアリングを始める前に あるエネルギー準位の すべての軌道を 単数で占有しています したがって 炭素の場合 2個の2-p電子は 2つの異なる軌道を占有し 平行なスピンを 持っていなければなりません このようにして 電子はより広い 面積に広がることができます これはお互いの遮蔽を減少させ それによって原子の エネルギーを最小化します 窒素の場合 3つの 2-p軌道のそれぞれが 単数で占有されています 酸素の場合 いったん縮退した 2-p軌道が1つになったら 最後の電子は別の2-p電子と 対にならなければなりません 原子は2つの 不対電子を持っています ネオンの電子配置を見ると 一番外側の殻が 8個の電子の最大容量まで 満たされていることがわかります ネオンは内殻に2つの電子 コア電子と呼ばれる）を持ち 外殻には8つの電子 価電子と呼ばれる）を 持っています