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おはじきで「原子の電子配置遊び」

分子ブロックで遊び、周期表でそれぞれの元素のキャラクターや元素記号について親しんできたタロウ。

そろそろ、原子同士の「合体」、つまり化学式を理解するためも、原子の価電子についてのふるまいを教えてあげる必要があるなーと、考えていました。

で、どこから教えてあげればいいかなと、色々と考えていたのですが、やっぱり原子の構成、そして電子配置図から入るのが、一番わかりやすいかなと!(→参考記事


子供には(私自身にも)理屈からあれこれと説明するよりも、「これはこういうモノだよ」とビジュアルで説明してもらうのが、一番分かりやすいし、とっつつきやすいんですよねー。



タロウはこの番組で原子の構成、電子殻、そして原子同士が合体する仕組みのことはだいたい理解していたようでしたが、折に触れて原子の構成についてはチラチラと話していたりしていました。


お母さん、火って何から出来ているの?
「タロウ、原子は何で出来ているかしってる?」


お母さん、火って何から出来ているの?
「知ってる!原子核電子。」

お母さん、火って何から出来ているの?


お母さん、火って何から出来ているの?
「そうそう。ちなみにその原子核は、陽子と中性子で出来てるんだけどね。
 電子は、原子核の周りを、グルングルンと猛スピードで回ってるわけ。
 電子の数(ひいては原子核内の陽子、中性子の数)によって、その原子がどんな元素になるのか、ってのが決まるのよ。」


と説明した上で、こんなものを見せてみました。


電子配置図
(リンク先に飛びます。参考にさせていただきました!ありがとうございます)





タロウにはこのページをプリントアウトしたものを見せましたが、興味シンシンで魅入っていました。



しかし表を見た瞬間…

お母さん、火って何から出来ているの?
「ねー、ランタノイドはー!? 超アクチノイドはー?!」 (←お気に入りの元素)



ぐっ・・・
すまん、周期表全ての元素の電子配置図があればよかったのだけど、そこまでは調べきれなんだ。


。。。

そもそも、この電子配置図はボーアモデルというもので、昔ボーアさんが原子同士の合体(とかなんかイロイロ)を理解するために考え出されたものなのだけど。
本当の電子の振る舞いに関しては、このボーアモデルではちょっと説明しきれていない、不十分なところがあるらしいのですよねー。
電子は本当は、電子の雲といわれる曖昧模糊としたありかたをしているらしく。
K殻L殻M殻と、なんとなくの軌道はとりつつも、電子そのものは、ある確率でそこにいたりいなかったり?(なんじゃそりゃ?)するらしい。その辺についての詳しくは量子論で展開されるらしーのですが。(かつてアインシュタインが断固反対していた量子論)
とりあえずは、まだ私もそこまで理解しきれていないので。結合を理解するためもボーアモデルありきで、説明することにしました。(ま、それがそもそも高校化学などのセオリーらしいですが…)

そんなこんなで。
周期表に掲載されている、全ての元素の電子の配置図について。詳しい方いらっしゃいましたらどうぞご教授願います!

。。。




その後も表を見てはコバルトがない、ニッケルは? なんてしのごの言っているタロウを誤摩化しつつ。

A4の紙に原子核と電子殻を描き、おはじきを置いて電子を表現してみました。



お母さん、火って何から出来ているの?
「ほら、みて! これ。酸素、さんそ!どう?」

お母さん、火って何から出来ているの?





これにはタロウも「おもしろい!」とノッてきてくれて。
自分で別の紙に原子核を書き出すと、なんだか適当な原子をつくりはじめました。



お母さん、火って何から出来ているの?
「みてーこれー!」

お母さん、火って何から出来ているの?




お母さん、火って何から出来ているの?
「そんなのダメよー。だって電子殻にはいくつ電子が乗れるかっているの、決まってるんだから。そんな原子構造はないっ!


なんてギャーギャーワーワー言いながら。
おはじきで「原子の電子配置遊び」を楽しんだのでした。




お母さん、火って何から出来ているの?
「ほらみて、これ。原子同士が合体するのはね、電子があいてるところがあるでしょ。そこが、別の電子を引っ張るわけよ。それでこうやってひきあってー」
てなことを説明しつつ。(しかし合体先の電子配置が変ですね…)




お母さん、火って何から出来ているの?
「ベリリウム!」





お母さん、火って何から出来ているの?
「これは塩素だ!」






とまぁ、こんな感じで。
これで電子の配置について、ちゃんと理解したかどうかは定かではありませんが…

「電子の配置によって、原子(元素)の性質が決まる」
「原子(元素)同士の結合は、電子の配置がカギになる」

みたいなことを、体感してもらえればなーと。思ったのでした。






。。。


さて、この電子配置図は、リンク先のページをプリントアウトして、タロウに手渡ししていました。

一通り遊んだあと、彼がその辺に放置していたのを後から見たら…


ん?何か書き込んでいる。

お母さん、火って何から出来ているの?








お母さん、火って何から出来ているの?

なに?ヘリウム×?





↓で、ここ(2)に書き込んでる。
お母さん、火って何から出来ているの?




ぶっと、思わず吹いてしまったのでした。



。。。


気持ちは分かる。でも惜しいっ!

お母さん、火って何から出来ているの?
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