2/7　価電子の話

昨日の学習時間：５ｈ

「岡野の化学」ビデオ８６，８７

価電子、イオン、イオン化エネルギーについて学びました。

価電子とは化学結合に関わる電子のことで、１８族を除く典型元素においては最外殻電子＝価電子を指します。

１８族は各軌道が定員まで電子が埋まって閉殻しており安定しているため、価電子は０。

じゃあ遷移元素の価電子は何個かというと、「一般的に1 or 2」ですが、単純には言い切れないのです。

なぜか。

遷移元素では、化学結合に使われる電子が最外殻電子だけでなく、内側の電子も使われるので、化学結合の場合によっては数が変動するためです。

原子番号２１～３０番までの１列は最外殻のN殻（４ｓ軌道）に電子が２つ入り、内側の３ｄ軌道に順次電子が埋まっていく構造です。なので基本、反応に使われる価電子数は２と言えます。

ですが例外もあって、前回取り上げた銅の場合は最外殻であるN殻の４ｓ軌道に通常は電子は１つしか入っていません。

遷移元素において４ｓ軌道と３ｄ軌道はエネルギー的にも非常に近く、また安定化するためにも４ｓ軌道の電子は３ｄ軌道に入ります。（詳しくは昨日の記事↓）

そうなると価電子数は４ｓ軌道に残る電子１です。

（※ただし銅イオンはCu+よりもCu²+の方がなりやすい。この場合は価電子数は２）

ですが原子番号２５番のマンガン（Mn）の価電子数は７です。

マンガンの電子配置は、1ｓ²２ｓ^２2ｐ^６3ｓ²３ｐ^６４ｓ^２３ｄ⁵　で、４ｓと３ｄの電子７個のうち２個、３個、４個、６個、７個を価電子として失う場合があります。マンガンはMn²⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺、Mn⁶⁺、Mn⁷⁺のイオン式を持つ のです。

このように遷移元素の価電子数は典型元素ほど規則的ではありません。

調べれば調べるほど遷移元素の複雑性が出てきて深みに入りそうです…無機化学が楽しみになりました！