元素の周期表
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価電子は、原子の最も外側の殻にある電子で、化学結合に関わる電子です。この表には、各元素がもつ価電子の数が示されています。主要族の元素では、族の番号からそのまま数がわかります。16族の酸素は6個、17族の塩素は7個です。
価電子とは何か
電子は原子核のまわりの殻を満たしていき、電子が入っている最も外側の殻が価電子殻です。その電子は原子核から最も遠く、最もゆるく保持されているので、原子が結合するときに失われたり、得られたり、共有されたりします。価電子の数が同じ元素は似たふるまいをするので、同じ族に並んでいるのです。
多くの原子は、最外殻に8個の電子をもつ状態になるように反応します。このパターンをオクテット則といいます(水素とヘリウムは2個で安定です)。価電子が1個のナトリウムはそれを簡単に失い、7個の塩素はもう1個を簡単に得ます。すでに殻が満たされている貴ガスは、ほとんど反応しません。
族の番号から価電子を求める
1族の元素は価電子が1個、2族の元素は2個です。13族から18族では、族の番号から10を引きます。13族のホウ素とアルミニウムは3個、14族の炭素は4個、窒素は5個、酸素は6個、ハロゲンは7個、貴ガスは8個です。18族のヘリウムは例外で、満たされた第1殻に2個だけあります。
電子配置の言葉でいうと、主要族の元素の価電子は、最外殻のs副殻とp副殻にある電子です。硫黄は [Ne] 3s² 3p⁴ で、2 + 4 = 6個です。表では、各マスに数が表示され、表の下の凡例に色の尺度が示されています。
遷移金属、ランタノイド、アクチノイド
これらの金属では、この表は最も外側の殻にある電子を数えます。それはふつう最外殻のs電子だけなので、ほとんどが2と表示されます。鉄は [Ar] 3d⁶ 4s² で2と表示され、4s電子が1個ずつのクロムと銅は1と表示されます。パラジウムは例外です。電子配置が [Kr] 4d¹⁰ で、5s副殻に電子がないため、最外殻のd電子10個で表示されます。
d電子や、ランタノイドとアクチノイドのf電子も結合に関わることがある点に注意してください。そのため、鉄はFe²⁺とFe³⁺の両方をつくり、マンガンは+7に達することができます。これらの金属では、表示されている数は出発点であって、使える電子をすべて数えたものではありません。
例題:酸素
酸素は原子番号8で、電子配置は [He] 2s² 2p⁴ です。最外殻である第2殻には 2 + 4 = 6個の電子があり、これは16族という位置と一致します。オクテットを完成させるには、あと2個必要です。酸化物イオンO²⁻をつくるために2個を得ることも、水(H₂O)のように2つの共有結合で共有することもできます。水のルイス構造では、酸素は2つの結合電子対と2つの非共有電子対、合計8個の電子をもちます。
118元素すべての価電子の数
列の見出しをクリックすると並べ替えられます。
| 1 | 水素 | H | 1 | 1 |
| 2 | ヘリウム | He | 2 | 18 |
| 3 | リチウム | Li | 1 | 1 |
| 4 | ベリリウム | Be | 2 | 2 |
| 5 | ホウ素 | B | 3 | 13 |
| 6 | 炭素 | C | 4 | 14 |
| 7 | 窒素 | N | 5 | 15 |
| 8 | 酸素 | O | 6 | 16 |
| 9 | フッ素 | F | 7 | 17 |
| 10 | ネオン | Ne | 8 | 18 |
| 11 | ナトリウム | Na | 1 | 1 |
| 12 | マグネシウム | Mg | 2 | 2 |
| 13 | アルミニウム | Al | 3 | 13 |
| 14 | ケイ素 | Si | 4 | 14 |
| 15 | リン | P | 5 | 15 |
| 16 | 硫黄 | S | 6 | 16 |
| 17 | 塩素 | Cl | 7 | 17 |
| 18 | アルゴン | Ar | 8 | 18 |
| 19 | カリウム | K | 1 | 1 |
| 20 | カルシウム | Ca | 2 | 2 |
| 21 | スカンジウム | Sc | 2 | 3 |
| 22 | チタン | Ti | 2 | 4 |
| 23 | バナジウム | V | 2 | 5 |
| 24 | クロム | Cr | 1 | 6 |
| 25 | マンガン | Mn | 2 | 7 |
| 26 | 鉄 | Fe | 2 | 8 |
| 27 | コバルト | Co | 2 | 9 |
| 28 | ニッケル | Ni | 2 | 10 |
| 29 | 銅 | Cu | 1 | 11 |
| 30 | 亜鉛 | Zn | 2 | 12 |
| 31 | ガリウム | Ga | 3 | 13 |
| 32 | ゲルマニウム | Ge | 4 | 14 |
| 33 | ヒ素 | As | 5 | 15 |
| 34 | セレン | Se | 6 | 16 |
| 35 | 臭素 | Br | 7 | 17 |
| 36 | クリプトン | Kr | 8 | 18 |
| 37 | ルビジウム | Rb | 1 | 1 |
| 38 | ストロンチウム | Sr | 2 | 2 |
| 39 | イットリウム | Y | 2 | 3 |
| 40 | ジルコニウム | Zr | 2 | 4 |
| 41 | ニオブ | Nb | 1 | 5 |
| 42 | モリブデン | Mo | 1 | 6 |
| 43 | テクネチウム | Tc | 2 | 7 |
| 44 | ルテニウム | Ru | 1 | 8 |
| 45 | ロジウム | Rh | 1 | 9 |
| 46 | パラジウム | Pd | 10 | 10 |
| 47 | 銀 | Ag | 1 | 11 |
| 48 | カドミウム | Cd | 2 | 12 |
| 49 | インジウム | In | 3 | 13 |
| 50 | スズ | Sn | 4 | 14 |
| 51 | アンチモン | Sb | 5 | 15 |
| 52 | テルル | Te | 6 | 16 |
| 53 | ヨウ素 | I | 7 | 17 |
| 54 | キセノン | Xe | 8 | 18 |
| 55 | セシウム | Cs | 1 | 1 |
| 56 | バリウム | Ba | 2 | 2 |
| 57 | ランタン | La | 2 | — |
| 58 | セリウム | Ce | 2 | — |
| 59 | プラセオジム | Pr | 2 | — |
| 60 | ネオジム | Nd | 2 | — |
| 61 | プロメチウム | Pm | 2 | — |
| 62 | サマリウム | Sm | 2 | — |
| 63 | ユウロピウム | Eu | 2 | — |
| 64 | ガドリニウム | Gd | 2 | — |
| 65 | テルビウム | Tb | 2 | — |
| 66 | ジスプロシウム | Dy | 2 | — |
| 67 | ホルミウム | Ho | 2 | — |
| 68 | エルビウム | Er | 2 | — |
| 69 | ツリウム | Tm | 2 | — |
| 70 | イッテルビウム | Yb | 2 | — |
| 71 | ルテチウム | Lu | 2 | — |
| 72 | ハフニウム | Hf | 2 | 4 |
| 73 | タンタル | Ta | 2 | 5 |
| 74 | タングステン | W | 2 | 6 |
| 75 | レニウム | Re | 2 | 7 |
| 76 | オスミウム | Os | 2 | 8 |
| 77 | イリジウム | Ir | 2 | 9 |
| 78 | 白金 | Pt | 1 | 10 |
| 79 | 金 | Au | 1 | 11 |
| 80 | 水銀 | Hg | 2 | 12 |
| 81 | タリウム | Tl | 3 | 13 |
| 82 | 鉛 | Pb | 4 | 14 |
| 83 | ビスマス | Bi | 5 | 15 |
| 84 | ポロニウム | Po | 6 | 16 |
| 85 | アスタチン | At | 7 | 17 |
| 86 | ラドン | Rn | 8 | 18 |
| 87 | フランシウム | Fr | 1 | 1 |
| 88 | ラジウム | Ra | 2 | 2 |
| 89 | アクチニウム | Ac | 2 | — |
| 90 | トリウム | Th | 2 | — |
| 91 | プロトアクチニウム | Pa | 2 | — |
| 92 | ウラン | U | 2 | — |
| 93 | ネプツニウム | Np | 2 | — |
| 94 | プルトニウム | Pu | 2 | — |
| 95 | アメリシウム | Am | 2 | — |
| 96 | キュリウム | Cm | 2 | — |
| 97 | バークリウム | Bk | 2 | — |
| 98 | カリホルニウム | Cf | 2 | — |
| 99 | アインスタイニウム | Es | 2 | — |
| 100 | フェルミウム | Fm | 2 | — |
| 101 | メンデレビウム | Md | 2 | — |
| 102 | ノーベリウム | No | 2 | — |
| 103 | ローレンシウム | Lr | 3 | — |
| 104 | ラザホージウム | Rf | 2 | 4 |
| 105 | ドブニウム | Db | 2 | 5 |
| 106 | シーボーギウム | Sg | 2 | 6 |
| 107 | ボーリウム | Bh | 2 | 7 |
| 108 | ハッシウム | Hs | 2 | 8 |
| 109 | マイトネリウム | Mt | 2 | 9 |
| 110 | ダームスタチウム | Ds | 2 | 10 |
| 111 | レントゲニウム | Rg | 2 | 11 |
| 112 | コペルニシウム | Cn | 2 | 12 |
| 113 | ニホニウム | Nh | 3 | 13 |
| 114 | フレロビウム | Fl | 4 | 14 |
| 115 | モスコビウム | Mc | 5 | 15 |
| 116 | リバモリウム | Lv | 6 | 16 |
| 117 | テネシン | Ts | 7 | 17 |
| 118 | オガネソン | Og | 8 | 18 |