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２－１章
元素
原子
原子核
電子
陽子
中性子
復習
element
atom （原子核＋電子）
atomic nucleus (陽子＋中性子）
electron
e
e － b線
proton
H＋
neutron
量子
quantum
２.１） 元素発見の歴史と原子
●元素に関する知識の蓄積と周期表（不完全）の作成
１）18世紀末まで約30種の元素
２）19世紀に入ると、電気化学分析(デービー、K,、Na、Mg、Sr、Ba、Ca)、発光スペ
クトル分析(炎色反応、 Cs、Rb)などにより、約３０種の元素
３）原子量の順に並べると8番目ごとに類似の性質が現れる(オクターブの法則)
４）1869年 メンデレーフによる62種元素の周期表の発表
●周期表の完全化
第18族元素：不活性ガス、希ガス (単原子分子)の発見
○気体の液化技術と分別蒸留技術の開発による
○19世紀末Ne、Ar、Kr、Xeが発見された。また、一番沸点の低いHe (沸
点-268.9℃, 4.18K、常圧では固体とならない）は1868年に太陽の輝線スペ
クトル中の未知元素に命名されたもの。
太陽での水素原子 の 核融合
４個の 1H → 4He + 26.2 MeV
●周期表の完全化
周期表の隙間を埋める仕事
○ランタノイド元素(La～Luの15元素)とアクチノイド元素(Ac～Lrの15元素)は、
各15種の元素の化学的性質が互いに極めて類似し、発見、解明に長時間を要
した
○モーズリーの法則（1913年、モーズリーは原子番号(Z)と元素の特性X線の波
長()の平方根の間に直線関係(2.3式、a, Z0は全ての元素について一定)を発見
1

 a( Z  Z 0 )
図2.1
電子
原子核（陽子＋中性子）
K殻（shell）
水素：原子核は
陽子１個のみ
L殻
Li：原子核は
陽子3個+
中性子3, 4個
He：原子核は
陽子2個+中性子１
（3He)、2(4He)個
原子核 He2+ a線
K殻
L殻
M殻
N殻
O殻
収容電子数 総電子数
２
２
８
10
１８
28
３２
60
５０
110
Br（臭素）
電子数 35
陽子数 35
中性子数
42,43,44,45,46,47
７９
３５
Br
81
35
Br
n 元素
1 H, He
2 Li, Be, B, C, N, O, F, Ne
3 Na,
4
5
○長岡半太郎（土星型原子模型、1904）→ラザーフォードの原子模型（1911）
→ボーアの原子模型(1913)
1. 電子衝撃により
K電子が飛び出す
2. 外殻電子がK殻に飛び込む
3. 振動数の特性X線が発生
L
Kb
Ka
Kg
Kg
K
K
Kb
プランク・アインシュタインの式
E  h 
Lg
hc

 hck
:振動数、h：プランク定数、
c：光速, λ：波長、k：波数
Ka
Lb
La
プランク・アインシュタインの式
E  h 
hc

 hck
:振動数、h：プランク定数、
c：光速, λ：波長、k：波数
E = mc2 (粒子）