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スカンジニウム(Sc)と遷移元素


 どうもこんばんはライネです。
 さて、今日は21番目の元素スカンジニウムの登場です。
 そしてスカンジニウムからはまた元素の並び順に変化が生じます。


 アルゴンまでは電子は順番に入ってきましたが、
 昨日登場したカリウムとカルシウムは3周目の空席を残したまま、
 4周目を埋めていました。

水素からアルゴンまで
カリウムとカルシウム


 けれどもスカンジニウムからは再び3周目の空席を埋めていくのだそうです。
 ※ごく一部例外が存在しますが。

 というわけで、スカンジニウムの電子軌道はこんな感じになるようです。

スカンジニウムの電子軌道


 「一番外側の電子の数」が元素の性質に大きく関わるというならば、
 スカンジニウム以降の元素はカルシウムに似ていると言うことになってしまいます。

 ところが、このあたりが面倒なところで、外側は確かに2個の電子があって不安定なのですが、
 内側にはまだ満席になっていないものの、外側の電子に守られ安定したd軌道があります。
 そのため、これまでの元素には無かった変わった性質をもつ元素になっているようです。

 ここから先は物理の領域になってしまうので、後回しにするとして、
 ひとまずスカンジニウムから始まる元素を「遷移元素(せんいげんそ)」と呼ぶのだそうです。
 なお、それに対し、これまで見てきた元素は「典型元素(てんけいげんそ)」と言います。


 例外があったり研究者によって考えが異なる面もあるため、
 遷移元素と典型元素の定義はなかなか難しいのですが、今のところは
 「原子番号が増えるたびに一番外側の電子が増えていくのが典型元素」で、
 「原子番号が増えても一番外側の電子は増えないのが遷移元素」だと思っておきましょう。



 というわけで、今日からは周期表も少し姿を変えます。

スカンジニウム
 
 見覚えのある形に変わりましたね。
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