周期表のM殻とN殻の電子配置についてわかりやすく解説

周期表における電子配置について、特にM殻、N殻の電子配置に関して疑問を抱くことがあるかもしれません。K殻、L殻に比べ、M殻、N殻の電子配置がどのように行われているのか、また、なぜそのような配置になっているのかについて、今回は高校化学の範囲でわかりやすく解説します。

K殻、L殻、M殻、N殻の電子配置

周期表の各殻（K殻、L殻、M殻、N殻など）は、原子内で電子が収容される「エネルギー層」として働きます。K殻からN殻にかけて、それぞれの殻に収容される電子の最大数は、次のように決まっています。

これらは「2n²」の法則に基づき、nが殻の番号を示し、n²を計算してその値を超えることはありません。例えば、M殻はn=3なので、2×3²=18個の電子が収容可能です。

周期表において、各行（周期）における電子の増加は基本的に8個ずつ進んでいきます。この8個ごとの増加は、原子の化学的性質に大きな影響を与えますが、M殻やN殻のように、各殻がその上限に達した後はどうなるのでしょうか。

周期表の後半に位置する元素では、M殻やN殻の追加の「空間」に新たな電子が収容され、これが化学的性質に変化をもたらします。特に、d軌道やf軌道の電子配置が関わってきます。

周期表のM殻、N殻における「余ったスペース」は、d軌道やf軌道に電子が配置される場所となります。これらの軌道は、s軌道、p軌道と異なり、より多くの電子を収容できるため、M殻やN殻で見られる「8個以外の電子数」の増加を説明する重要な要素です。

d軌道やf軌道は、特に遷移金属やランタニウム、アクチニウム系列において顕著に影響を与えます。これらの軌道に配置された電子が、その元素の特性を決定づける要因となります。

周期表におけるM殻やN殻は、単なる「電子が配置される場所」以上の意味を持ちます。これらの殻に配置されるd軌道やf軌道は、原子の化学的性質に大きく関わり、元素がどのように反応するかを決定づける要素となります。

したがって、M殻やN殻の「空間の増加」は、単なる「余ったスペース」ではなく、化学的な変化を引き起こす重要な役割を果たしているのです。