（３人）こんにちは。
ケミカルシスターズのリホです。
ナオです。
カナです。
私高田里穂はケミカルシスターズの案内役として学習した事は必ず真面目に絶対復習するようにしてるんですけど…。
ナオちゃんも復習してる？ちゃんとしてるよ。
私化学好きだもん。
じゃあナオちゃん電子って何だか分かる？電子っていうのは原子の中にあるもの？そう正解！電子っていうのは原子の中にあるんです。
そして今日の「化学基礎」は…電子殻とか電子配置とか何か難しそうなんだけど。
専門用語だからちょっと難しそうに感じるかもね。
でも大丈夫。
今日学んでいく事はとってもシンプル。
…っていう事です。
原子の中で電子がどんなふうに存在してるのかですか？そう。
それでは今日の学習のポイントはこちらです。
はい。
ジャン！これはどういう事ですか？はい。
原子の性質は電子の数と並び方が深〜く関係しているの。
それをこれから見ていきましょう。
分かりました。
よし！今日も頑張ろう。
それではケミストリーの世界に入りましょう。
は〜い。
は〜い。
ねえ本当に復習してるの？してるよ〜。
最初のコーナーは「電子の並び方」です。
電子は原子の中にあるんだよね？そうそう。
ではまず復習ね。
これは原子のイラストです。
原子の中心にあるこれ。
電子はこれを中心にして存在してるんだけどリホちゃんこれ何だか覚えてる？はい。
前に習いました。
原子核です。
そう。
原子の真ん中にはこのように原子核があります。
電子はこの原子核を中心に存在しています。
じゃあ次の質問ね。
え〜？いくつだっけ？それも覚えてるよ。
原子番号は電子の数と同じ。
だから１２個。
正解！じゃあ…２人ともちょっとこれに描いてみて。
（２人）はい。
出来ました！早いねナオちゃん。
じゃあナオちゃん見せて。
私はこんなふうだと思います。
原子核の周りに電子がびっしり隙間なく詰まってる感じ。
じゃあリホちゃんは？はい。
私も出来ました。
私はこんな感じだと思います。
電子が原子核の周りをふわふわ漂っている感じです。
ああふわふわ漂っている感じね。
なるほど。
カナちゃん正解は？はい。
正解はこれです。
「電子は原子核の周りにいくつかの層を作って存在している」です。
そしてこの原子核。
この原子核は正の電荷を帯びているんです。
だから負の電荷を持っている電子がこのように引き付けられているんですね。
この原子核の周りにある電子が入っているこの層の事を電子殻といいます。
電子殻？この電子殻にはそれぞれ名前が付いています。
内側から…そしてＫ殻Ｌ殻Ｍ殻に入る電子の数っていうのはそれぞれ決まってるんです。
電子の数が決まってるってどういう事？じゃあこれを見て下さい。
これはそれぞれの電子殻に入る電子の一番多い数を表しています。
Ｋ殻には２個Ｌ殻には８個Ｍ殻には１８個まで電子が入るって事？そう。
乗り物に何人乗れるかっていう定員がある感じかな。
ふ〜ん。
例えばさっきのマグネシウムを見てみるとＫ殻には１２個。
Ｌ殻には１２３４５６７８個。
そしてＭ殻には１２個。
Ｍ殻には２個しか入ってないんだけどＭ殻には最大で１８個まで入る事ができるからあと１６個の電子が入る事ができるよね。
（ナオリホ）ふ〜ん。
このような電子の並び方を電子配置といいます。
電子配置ですか。
そう。
電子配置。
このコーナーのケミカルポイント！今度は「原子によって異なる電子配置」です。
カナちゃん電子配置って原子によって違うんですか？そう。
これを見て下さい。
はい。
これがいろんな原子の電子配置です。
原子の種類によって電子の数が違います。
だから電子配置も違うんです。
例えばさっき見た電子数が１２個のマグネシウムはここにありますね。
はい。
では隣のＮａナトリウムを見てみましょう。
このナトリウムの原子番号は１１。
だから電子の数は１１個ですね。
はい。
それでは次に原子番号が１のＨ水素を見てみましょう。
水素の原子番号は１ですから電子の数は１個です。
このように原子番号が１番から１８番の原子は電子の数が１個から１８個なんです。
なるほどね。
でもどうして電子の中に緑のと赤いのがあるの？ナオちゃんいいとこ気付いたね。
この赤い電子の事だよね？じゃあ説明するね。
これはマグネシウムの電子配置のモデル。
電子の入った最も外側の電子殻これを最外殻っていうんだけれどもこの最外殻に電子があってこっちとこっち。
この電子はほかの原子との結び付きに深く関わっている電子なのでこれを価電子と呼んで内側の電子殻にある電子と区別してるんです。
ふ〜ん。
それでねこの価電子が原子の性質を決めてるの。
なるほど。
このコーナーのケミカルポイントは…次は「安定した電子配置」です。
カナちゃんこれはどういう事ですか？はい。
もう一度これを見て下さい。
はい。
この一番右側の並びを見て。
ＨｅヘリウムとＮｅネオンそれからＡｒアルゴンの電子を見ると電子の色が全部緑色ですよね。
そうですね。
価電子が０。
これが安定した電子配置の状態なんです。
ふ〜ん。
安定しているとどうなるの？安定した電子配置のこれらの原子ヘリウムネオンそれからアルゴンなどは希ガスと呼ばれてます。
希ガスというのは空気中にごく微量に含まれているガスっていう意味なんです。
へえ〜。
希ガスの一つネオンはこんなところで利用されているんですよ。
夜の街で明るく輝くネオンサイン。
希ガスのネオンはこのネオンサインで使われています。
ネオン管作りの工場でその作り方を見せてもらいました。
島田嘉吉さんは親子２代にわたるネオン管作りの職人です。
ネオン管を作る材料はこのガラス管。
曲げる所が熱で潰れないようにガラス管に息を吹き込みながら曲げていきます。
デザインに合わせてガラス管をどんどん曲げていきます。
完成したガラス管に今度は電極を取り付けます。
電極が取り付けられたらガラス管の中の空気を取り除いて真空にします。
そして最後にネオンガスを注入します。
出来ました。
ネオン管の完成です。
ネオンサインには赤や青など５０色以上ありますが島田さんはこのネオンの色が一番好きだそうです。
（ナオ）わあきれい！ね！ネオンの元素記号のＮｅでちゃんと原子番号の１０もあるよ。
本当だ。
（高い声で）きれいでしょ〜。
えっ！カナちゃん声変だよ何か。
（高い声で）変な声それはヘリウムガスの仕業です。
あ〜それ知ってる。
変な声になっちゃうヘリウムガスも希ガスなんですよ〜。
面白い！ちょっと私にも貸して。
（高い声で）ヘリウムガスは希ガスです。
変な声〜。
アハハハハ！すご〜い。
それではここで希ガスの事をまとめます。
これは希ガスの電子配置です。
縦に原子横に電子殻ＫＬＭと並んでいます。
ヘリウムの原子番号は２。
Ｋ殻に２個の電子があってＫ殻に入る最大の電子数は２個だからこれで満杯。
電子配置が安定している訳です。
はい。
次ネオン。
ネオンの原子番号は１０。
Ｋ殻に２個Ｌ殻に８個。
Ｌ殻に入る最大の電子数は８個だからこれも電子配置が安定している。
そしてアルゴン。
アルゴンの原子番号は１８。
Ｋ殻に２個Ｌ殻に８個Ｍ殻に８個。
合計で１８個の電子があって最外殻の電子が８個ですから電子配置が安定していると言いたいところなんだけどリホちゃんＭ殻に入る最大電子数って何個だったっけ？えっと…１８個。
そう。
１８個だったよね。
だからまだあと１０個も入る事ができます。
でもアルゴンは８個で安定してるんです。
そうなんだ。
でも…もっと知りたいね。
先生こんにちは。
今日の学習は「電子殻と電子配置」でしたね。
分かりましたか？はい。
原子によって電子の数と電子配置がそれぞれ違っている事が分かりました。
でも先生。
確か原子って目に見えないくらい小さいんですよね？それなのに原子の中の事がどうしてこんなによく分かってるんですか？はい。
これは今まで見てきた原子配置の図です。
これはボーアモデルといいます。
ボーアモデル？ボーアという科学者が考えた理論という意味です。
このボーアモデルが出来たのは１９１３年今からおよそ１００年前。
ニールス・ボーアという物理学者が考えたんです。
へえ〜。
今でも原子は見る事ができないのに１００年前ならなおさら原子なんて見れないんじゃないですか？そうですよね。
このボーアモデルが考えられたのは原子の中を実際に見たからではなくてある実験の結果を説明するためだったんです。
その実験がこちらです。
このガラス管の中には水素が入っています。
水素。
はい。
このガラス管に高い電圧をかけて放電させてみます。
きれいな光ですね。
はい。
こんなふうに光って見えるのは水素の原子が光を出しているからなんです。
ふ〜ん。
それではリホちゃんこの装置を使って水素原子の光を見て下さい。
分かりました。
これは分光器といいます。
分光器を通して光を見ると光をいろんな波長の色に分けて見る事ができるんですよ。
じゃあお借りします。
おっあれ？いろんな色の光の線が見えますよ。
そうですよね。
赤青紫などの色が見えますよね。
見えます。
これはどういう事を表しているかと言うと…。
水素原子の電子は１個です。
安定な状態にある時にはＫ殻にありますが高い電圧をかけてエネルギーを与えると電子が外側のＬ殻Ｍ殻に移動します。
そして更に外側の電子殻のＮ殻やＯ殻Ｐ殻にまで移動するんです。
でもそれは不安定な状態なんです。
だから電子は元の安定な状態に戻ろうとします。
その戻る時に光を発するんです。
例えばこのＭ殻からＬ殻に移動する時には赤い波長の光を放出します。
ふ〜ん。
そんな仕組みになってるんですね。
このように…うんなるほど。
今日はほんの…僕アルゴン。
希ガスだよ。
空気の中で窒素と酸素の次に多いんだぜ。
知ってた？そっちにアルゴンこっちにもアルゴン。
本当きれいだよね。
ネオンってとってもきれいだから覚えちゃった。
私も覚えたよ。
ネオンは希ガスでしょ？そのとおり。
さっき私の声を変えたヘリウムも希ガスだったよね。
はい。
じゃあ…何だろう。
ヘリウムは希ガスだから安定していてほかの物質と反応しにくく取り扱いがしやすい。
そして空気より軽い気体なの。
だから飛行船とかアドバルーンなんかに利用されてるんだよ。
ふ〜ん。
飛行船乗ってみたい。
あっいいね。
３人で乗ってみたいね。
うん。
では今日最後のケミカルポイント！2014/06/18(水) 14:00〜14:20
ＮＨＫＥテレ１大阪
ＮＨＫ高校講座　化学基礎「電子殻と電子配置〜電子の数と並びが原子の性質を決める」

化学基礎は平成２４年度から新たに設けられた科目で、中学校から高校への橋渡しの役目をする内容です。基礎をしっかり学んで、本格的な化学の学習に役立ててください。

詳細情報
番組内容
原子には、原子番号の数と同じ数の電子がある。その電子は電子殻に存在し、それぞれの電子殻に入る最大電子数はＫ殻は２個、Ｌ殻は８個、Ｍ殻は１８個となっている。電子殻への電子の入り方を電子配置といい、この電子配置によって、その原子の性質が決まってくる。最外殻にある最外殻電子のうち、原子の性質や原子どうしの結合に重要なはたらきをする電子を価電子という。
出演者
【解説】開成学園中学・高等学校教諭…宮本一弘，【出演】高田里穂，吉田奈央，横畠加奈子，【語り】伊倉一恵

ジャンル :
趣味／教育 – 中学生・高校生
趣味／教育 – 大学生・受験
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