原子番号を入力することで、任意の元素の電子配置を計算します。結果を貴ガスまたは完全な表記で、軌道図とともに表示します。
元素
記号
電子配置
軌道充填図
電子配置計算機は、周期表の任意の元素の原子軌道における電子の配置を特定するのに役立つ強力なツールです。1から118までの原子番号を入力するだけで、標準の電子配置を瞬時に生成し、貴ガス記法と完全記法の両方の形式で表示します。電子配置を理解することは化学の基本であり、それは元素の化学的性質、結合の挙動、周期表における位置を説明します。原子構造について学んでいる学生、教育資料を作成している教師、または迅速な参照情報が必要な専門家にとって、この計算機は数回のクリックで正確な電子配置を提供します。
電子配置は、原子の原子軌道における電子の分布を説明します。各元素は、特定のパターンと原則に従った独自の電子配置を持っています。配置は通常、各軌道における電子の数を示す上付き数字を持つ原子サブシェルラベル（1s、2s、2pなど）のシーケンスとして書かれます。
電子の分布は、以下の3つの基本原則に従います。
アウフバウ原則：電子は、最低エネルギーレベルから最高エネルギーレベルへと軌道を埋めていきます。埋める順序は次の通りです：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、7p。
パウリ排他原則：原子内の2つの電子は、同じ4つの量子数を持つことはできません。これは、各軌道が最大2つの電子を保持でき、彼らは反対のスピンを持たなければならないことを意味します。
ハンダの法則：等エネルギーの軌道（例えば、3つのp軌道）を埋める際、電子はまず各軌道に単独で占有し、その後ペアを形成します。
電子配置は主に2つの形式で書かれます。
完全記法は、最初のエネルギーレベルから価電子までのすべてのサブシェルと電子を示します。例えば、ナトリウム（Na、原子番号11）の完全記法は次の通りです：
11s² 2s² 2p⁶ 3s¹
2貴ガス記法は、前の貴ガスの記号を括弧内に使ってコア電子を表し、その後に価電子の配置を続けます。ナトリウムの場合、これは次のようになります：
1[Ne] 3s¹
2この省略形は、完全な配置を書くのが面倒な大きな原子に特に便利です。
私たちの電子配置計算機は、直感的で使いやすいように設計されています。正確な電子配置を生成するために、以下の簡単な手順に従ってください。
原子番号を入力：興味のある元素の原子番号（1から118の間）を入力します。
表記タイプを選択：好みに応じて「貴ガス記法」（デフォルト）または「完全記法」を選択します。
結果を表示：計算機は瞬時に次の情報を表示します：
結果をコピー：コピーボタンを使用して、電子配置を簡単にメモ、課題、または研究文書に転送できます。
以下は、一般的な元素の電子配置のいくつかの例です。
| 元素 | 原子番号 | 完全記法 | 貴ガス記法 |
|---|---|---|---|
| 水素 | 1 | 1s¹ | 1s¹ |
| 炭素 | 6 | 1s² 2s² 2p² | [He] 2s² 2p² |
| 酸素 | 8 | 1s² 2s² 2p⁴ | [He] 2s² 2p⁴ |
| ナトリウム | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ | [Ne] 3s¹ |
| 鉄 | 26 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ | [Ar] 4s² 3d⁶ |
| 銀 | 47 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d¹⁰ | [Kr] 5s¹ 4d¹⁰ |
ほとんどの元素はアウフバウ原則に従いますが、遷移金属の中には注目すべき例外があります。これらの例外は、半充填および完全充填のサブシェルが追加の安定性を提供するために発生します。
私たちの計算機はこれらの例外を考慮し、理論的なものではなく、正しい実験的電子配置を提供します。
電子配置を理解することは、さまざまな分野で多くの応用があります。
電子配置は以下を予測するのに役立ちます：
例えば、周期表の同じ族（列）の元素は、類似の外部電子配置を持ち、これが彼らの類似の化学的性質を説明します。
電子配置は電子分布を表す標準的な方法ですが、代替の方法もあります。
軌道図は、軌道を表すためにボックスを使用し、異なるスピンを持つ電子を矢印（↑↓）で表します。これにより、電子分布とペアリングの視覚的表現が提供されます。
4つの量子数（n、l、ml、ms）は、原子内の各電子を完全に記述できます：
価電子と結合のために、ルイス構造は元素記号の周りに点で外部電子のみを示します。
電子配置の概念は、過去1世紀にわたって大きく進化してきました。
電子配置の現代的理解は、量子力学と実験データを組み合わせて、原子の特性を予測し説明するための堅牢なフレームワークを提供します。
電子配置は、原子の原子軌道における電子の配置を示します。それは、特定のパターンと原則に従って、電子がさまざまなエネルギーレベルとサブシェルに分布する方法を示します。
電子配置は、元素の化学的性質、結合の挙動、周期表における位置を決定するために重要です。それは、原子がどのように相互作用し、化合物を形成し、化学反応に参加するかを予測するのに役立ちます。
電子配置は、各サブシェルにおける電子の数を示す上付き数字を持つサブシェルラベルのシーケンスとして書かれます。例えば、炭素（C、原子番号6）の配置は1s² 2s² 2p²です。
貴ガス記法は、電子配置を書くための省略方法です。これは、前の貴ガスの記号を括弧内に使用してコア電子を表し、その後に価電子の配置を続けます。例えば、ナトリウム（Na、原子番号11）は、1s² 2s² 2p⁶ 3s¹の代わりに[Ne] 3s¹と書くことができます。
いくつかの元素、特に遷移金属は、予想されるアウフバウの充填順序に従いません。一般的な例外には、クロム（Cr、24）、銅（Cu、29）、銀（Ag、47）、金（Au、79）が含まれます。これらの例外は、半充填および完全充填のサブシェルが追加の安定性を提供するために発生します。
周期表は電子配置に基づいて整理されています。同じ族（列）の元素は、類似の価電子配置を持ち、これが彼らの類似の化学的性質を説明します。周期（行）は、外部電子の主量子数に対応します。
基底状態の電子配置は、原子の最低エネルギー状態を表し、電子は利用可能な最低エネルギーレベルを占有します。励起状態は、1つ以上の電子が高いエネルギーレベルに昇格する状態で、通常はエネルギーの吸収によって発生します。
価電子は、最外のエネルギーレベル（最高の主量子数）にある電子です。価電子の数を決定するには、電子配置の中で最高のn値を持つ電子を数えます。主族元素の場合、これは通常、周期表の族番号に等しくなります。
はい、電子配置は、結合のために必要な電子の数を示すことにより、化学的反応性を予測できます。安定したオクテット（8つの価電子）を達成するために電子を得たり失ったり共有したりする必要がある元素は、一般的により反応性が高いです。
電子配置は、分光法的手法を通じて実験的に決定されます。これには、吸収分光法、放出分光法、光電子分光法、X線分光法が含まれます。これらの技術は、電子がエネルギーレベル間を移動する際のエネルギー変化を測定します。
アトキンス, P., & デ・パウラ, J. (2014). アトキンスの物理化学 (第10版). オックスフォード大学出版局。
チャン, R., & ゴールドスビー, K. A. (2015). 化学 (第12版). マグロウヒル教育。
ハウスクロフト, C. E., & シャープ, A. G. (2018). 無機化学 (第5版). ピアソン。
ミスラー, G. L., フィッシャー, P. J., & タール, D. A. (2013). 無機化学 (第5版). ピアソン。
ムーア, J. T. (2010). 化学を簡単に：物質の基本的な構成要素への完全な入門。ブロードウェイブックス。
ペトルッチ, R. H., ヘリング, F. G., マデューラ, J. D., & ビソネット, C. (2016). 一般化学：原則と現代の応用 (第11版). ピアソン。
ズムダール, S. S., & ズムダール, S. A. (2013). 化学 (第9版). センゲージラーニング。
国立標準技術研究所. (2018). NIST原子スペクトルデータベース. https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database から取得。
王立化学協会. (2020). 周期表. https://www.rsc.org/periodic-table から取得。
アメリカ化学会. (2019). 電子配置. https://www.acs.org/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2013-2014/electronconfigurations.html から取得。
今日、私たちの電子配置計算機を試して、周期表の任意の元素の電子配置を迅速に決定してください。原子番号を入力し、好みの表記スタイルを選択するだけで、簡単に正確な結果を得ることができ、化学の作業、学習、研究のために簡単にコピーできます。
ワークフローに役立つかもしれないさらなるツールを発見する