化学の基礎:電子

全ての物質は原子と呼ばれる物質が集まってできています。その原子を細かく見ていくと電子と言われるマイナスの電気を持つ粒と、原子核というその中心にあるプラスの電気を持つものからできています。電子は原子核のまわりを飛び回っており、この電子は自由に動き回ることもできるのです。

化学では物質の構成を原子レベルで考えることが多く、原子について理解することはこの世の中にある物質に関する事実を調べる上でとても重要なのです。したがって、電子について知ることは化学の基礎となり、化学を学ぶ上でも不可欠です。そこで、原子に関してこれからその概要をご紹介してみたいと思います。

電子の概要についてですが、まずはその数についてご説明してみましょう。電子は一定個数がグループになって原子核の周りを回っています。どんなふうになって回っているのかというと、いくつかの軌道に分かれて回っています。このような軌道の集まりは電子殻と呼ばれ、原子核に近いものからK殻・L殻・M殻・N殻と言ったように呼ばれるのです。これらの殻に収容できる電子の最大数は決まっていることが知られており、K殻には2個、L殻には8個、M殻には18個、N殻は32個というよう各殻に収容できる電子数はその最大数が決まっており、具体的には、内側からn番目にある電子殻は最大2×n×n個の電子が収容されるようになっています。そして、各電子殻が最大数の電子が収容された状態のとき、その原資は非常に安定性の高い性質を持っており、容易に他の物質と化学反応などで結合することはありません。この状態を閉殻といいます。

このような電子の数などに注目して各原子を規則性に基づいて表にしたものが周期表になります。その周期表の一番右側に位置する物質はとても安定しており、希ガスと言われ、他の原資とは反応しません。具体的にはHeやNe、Arと言った物質が挙げられます。このように、物質の中には安定している希ガスと言われる物質と、不安定で他の物質と反応しやすい物質などがあり、このような特徴について手掛かりになるのが周期表になります。この周期表は化学を学ぶ上で、基礎になりますので、通常はある程度のところまで順番に暗記をしていくようになっているのです。周期表と原子は切っても切り離せないと言えますし、この表がこの学問の基礎になりますのでとても大切なものなのです。

このように、この学問の基礎については原資という視点から考えていくこともできます。