【質問】化学:自由電子と価電子について

〔質問〕
自由電子と価電子の数が同じなのはどうしてでしょうか。
なるべく詳しくお願いします。
〔回答〕
ポイントは「電子殻が満タンの状態に対してどうなのか」という観点です。
基本的に、各電子殻が埋まっている状況が、構造的に安定するためです。
(厳密にはもう一段階細かい「軌道」と呼ばれるものが関与しますが)
 
その点で、共有結合は、最外殻が埋まり切っていない(電子が足りない)状況の元素同士が結合しているもの、
イオン結合は、「電子が足りない元素」と「余っている元素」が結合しているもの、と捉えることができます。
 
一方、金属結合については、「電子が余っている元素」同士の結合になります。
このときの余分な電子がいわゆる自由電子として動き回るわけですが、ということは、自由電子は原子の状態で余っている電子、ということになりますので、自由電子の数=価電子の数、ということになります。

 

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