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2000 物質化学(無機) - 1. 序論
１．序論

1.1 原子と構成原理

＜構成原理＞ Aufbau principle / Building-Up Principle

  1. 原子=原子核+電子, 核電荷=原子番号, 原子核=陽子+中性子 (+中間子)
  2. 原子軌道 (主量子数 n,方位量子数 l, 磁気量子数 ml )
    [資料1.3]
    n = 1, 2, 3, ... (K 殻, L 殻, M 殻, N 殻, ...)
    l = 0, ..., n - 1 (s, p, d, f, ... 軌道)
    ml = -l, ..., 0, ... 1 (2l + 1通り)
    　軌道の名前：n[l] (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, ...)
    　縮退軌道 (n, l が同じ) (px, py, pz / dxy, dyx, dzx, dx2-y2, dz2 / ... )
    [資料1.4]
    １軌道に最大２電子（Pauliの排他律） ms = -1/2, 1/2 (スピン量子数)
  3. 軌道に電子を詰める順序

＜電子配置＞

ex.) He: 1s2, Li: 1s22s1 = [He]2s1
[資料1.5]

＜周期律＞

・最外殻電子配置が等しい 性質類似
[資料1.6]
  1. 短周期 (8元素) = n s(2), n p(6)
  2. 長周期 (18元素) = n s(2), (n-1) d(10), n p(6)
  3. ランタノイド、アクチノイド = (n-2) f(14)
[問題1.1] 構成原理に基づいて以下の原子の電子配置を書け。
　Ge, V, Sn
[問題1.2] 以下の元素の類似性を原子の電子配置を示した上で説明せよ。
　F, Cl, Br, I

1.2 原子の輝線

＜炎色反応＞

ex.) Na ... 橙色 (トンネルの Na-lamp など): ナトリウム D 線 (589 nm)
(Na-lamp: 真空管に Na 蒸気[0.1〜1.5Pa] を封入したもの)
励起状態 Na(2P) [doublet-P と読む]　電子配置:[Ne]3p1
　　　(発光)　 (吸収)
基底状態 Na(2S) [doublet-S と読む]　電子配置:[Ne]3s1
Fraunhofer (〜1814)
　太陽光をプリズムで分光：暗線 (赤青) A, B, C, D, ...
(Fraunhofer線：一部[Z,A,B]地球大気の吸収。 他は太陽に存在する元素の吸収
Kirchhoff (1824〜1887) , Bunsen (1811〜1899)
　実証的分光学（cf. 原子吸光, ICP）
　ex.) B線: O2 分子の吸収 / C, D, H 線: H, Na, Ca 原子固有の吸収
H原子発光系列: Balmer (1885), Lyman (1906), Paschen (1906)
[資料1.2]
Bohrの原子構造論 (1913)

＜Bohrモデル＞

[資料1.1]
角運動量の量子化条件 , n = 1, 2, 3, ...
(1.1)　
軌道エネルギー
(1.2)