カリウムK・カルシウムCaはなぜM殻に入っていかないのか？

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ケン博士

サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。

電子を収容するエネルギーの異なるそうを電子殻といいます。中学ではK殻、L殻、M殻などを学習します。これらの電子殻に収容できる電子の最大数は決まっていて、K２個、L８個、M１８個、N３２個です。これはあくまで最大収容数なので、これだけ収容できますよという数です。

ここで疑問が生じじますね。K２個、L８個、M８個（アルゴンまでいくと）入ると、K、CaはN殻１個、２個とに入っていくようになっています。なぜまだ収容できるM殻に入っていかないのでしょうか。そしてその後のスカンジウムやチタンは、NではなくM殻に入っていきます。

この謎についてですが、電子は原子核の周りを雲のように存在していることと関係があります（シュレディンガー方程式）。存在してる確率が高い空間を軌道といいます。その軌道にs軌道（2）,p軌道（６）,d軌道（１０）,f軌道（１４）があります。ここでカッコ内は、それぞれの起動において電子を収容できる個数です。K殻、L殻、M殻、という電子殻は、これらの軌道の集合体のことをいいます。

次の表のように、K殻にはs軌道が1つ(1s軌道という)、L殻にはs1つp1つ(2s軌道、2p軌道という)、M殻にはs1つp1つd1つ(3s,3p,3d軌道という)となっています。

図は原子の電子配置表より引用

https://japanknowledge.com/contents/common/electronconfig.html

この表をみると、次にArの原子番号の次はカリウム、1sから3pまでは全て埋まってる。Arの状態は閉殻ではないが、とっても安定している（価電子が０）ので（この状態をオクテットといいます）、ここには入らず、次の起動のM殻に入る。Caも同様に4s軌道に電子が2つはいる。その後のスカンジウムやチタンについては、内側のM殻の軌道に電子が入っていきます。

こちらも参考になります　→　　https://www.clearnotebooks.com/ja/questions/304550

物理基礎について本をかきました。