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電子はどこに行った


 どうもこんばんはライネです。
 今日は電子のある場所について見ていきましょう。

 実は昨日登場したリチウムは、それ以前の水素、ヘリウムと違う所に電子が1個あるそうです。

電子の位置

 元素が持っている電子の数は陽子の数と等しいので、
 これまで登場してきた元素でいえば、水素は1、ヘリウムは2、リチウムは3個の
 電子を陽子を持っていると言う訳です。

 その電子の位置ですが、「一番近い所では2個まで」と決まっているのだそうです。
 例えるなら、コタツに入っている状態で、手の届く範囲には2個までしか物が置けないと
 考えてください。

 そして3個目の電子はもう手の届く範囲には置いておけないので、ちょっと遠くに置いておきます。
 故に、図にするとこんな感じになるようです。

電子の位置2

 なので、例えばもっとたくさんの電子を持っている場合は、
 順次、原子核(陽子と中性子)から遠い所に置かれると言う訳です。

 なお、コタツから2番目に近い位置に置いておける電子の数は6個までなので、
 一番近いところに置いた電子と合わせて8個以上ある場合は、より遠い位置に置かれることになります。


 この、原子核からの近さと置いておける電子の数の関係は、
 電子の数と距離
 ですので、5番目に近い所における電子の数は、「5×5×2」で50個という計算になります。
 ついでに4番目は32個、3番目は18個なので、5番目が満杯になるには電子が100個必要です。
 

 ただし、これに順番に入っていくかというと絶対ではなく、遠くても便利な場所に先に入るのだそうです。
 具体的に見てみると、19個の電子を持っているカリウムは、
 1番目に2個、2番目に8個、3番目に8個、そしてまだ3番目のところには10個おいておけるのに、
 なぜか先に4番目のところに1個置いているのだそうです。

カリウムの電子配列

 他にも5番目の位置には、電子が50個置いておけるからと言って、実際には50個入ることはなく、
 32個以上入っている元素はまだ見つかっていないのだそうです。



 さて、最後にとんでもない話をひとつ。
 ここまで具体的な電子の位置を話してきましたが、実際には電子は「あるかないかで言えばある」
 というレベルでしか存在していないのだそうです。

 ここから先は、量子力学という通常の思考をする人間には立ち入れない領域になりますが、
 電子のような素粒子の世界では、例えば先生の部屋のように、部屋の中には絶対にあるけれど、
 どこにあるかは見つけるまで解らないというような話のようです(たぶん)

電子の位置3

 なので、実際には一番近い電子は手の届く範囲にあるのは確かだけれども、
 どこにあるかは探してみないと解らないという、まさに冬場のリモコンのような状況なのだそうです。
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