元素記号または原子番号を入力すると、その元素の実際の基底状態の電子配置に沿って原子核と各電子殻を描画します。すべての元素に2・8・8の規則を機械的に当てはめることはしません。
使えるボーアモデル作成ツールは、周期表の最初の数行だけでなく先まで正しく描けなければ意味がありません。以下の4例は、2・8・8という規則がいつまでも通用しないことを示しています。
最もシンプルな原子模型です。中心に陽子が1つ、K殻に電子が1つ。多くの生徒が最初に描くボーアモデルであり、他のすべての元素を理解する土台になります。
陽子6個、中性子6個、電子はK殻に2個、L殻に4個。この4個の最外殻電子（価電子）があるからこそ、炭素は4本の共有結合を作り、有機化学の基盤になっています。
電荷を+1に設定すると、M殻に1個だけあった電子が取り除かれ、Na+イオンはネオンと同じ電子数・電子配置になります。オクテット則が目に見える形で確認できます。
クロムの実際の電子配置は2・8・14・0ではなく2・8・13・1です。電子が1個、M殻が埋まりきる前にN殻へ先に入ってしまう、よく知られた例外です。このツールは、これを隠さずそのまま描画します。
以下のどのステップも、画面上のツールと同じ決定論的なルールで図を生成しているので、プレビューに表示された内容がそのまま書き出されます。
Feのような元素記号、または26のような原子番号を入力します。ツールは固定の計算式ではなく、その元素の実際の電子殻配置を参照します。
電荷を0のままにすれば中性原子になります。-3から+3の値を入力すると、陽イオンとして最外殻から電子が失われる様子、陰イオンとして電子が加わる様子を確認できます。
プリントやスライドの用途に合わせて、元素名と記号、K/L/M/Nの電子殻ラベル、最外殻電子数の表示をオン・オフできます。
印刷用のプリントには鮮明なベクター画像のSVGを、スライドや資料にはPNGを書き出せます。どちらも画面上の同じ図から生成されるため、精度を別途確認する必要はありません。
ボーアモデルは、原子を密な原子核とそれを取り巻く固定的な同心円状の電子殻として表現するモデルです。各殻には収容できる電子数の上限があります。ニールス・ボーアは1913年、水素原子のスペクトルが連続的な帯ではなく飛び飛びの輝線になる理由を説明するためにこのモデルを提唱しました。電子殻と最外殻電子（価電子）を一目で示せるため、今でも化学入門で最初に教えられるモデルです。
同時に、これは単純化されたモデルであることも知られています。電子は惑星のように決まった円軌道を回っているわけではなく、量子力学では電子の位置を形の異なる確率雲として記述します。同じ第3殻の中にも3s・3p・3dという3つのサブレベルがあり、殻だけを見る図では表せない順序で電子が満たされていきます。クロムや銅がボーアモデル上で「例外」に見えるのはこのためで、モデルは4sが3dより先に満たされるという実際の現象を、サブレベルの詳細なしにそのまま反映しているのです。
ボーアモデルは、価電子を数えたり、イオンの電荷を考えたり、周期的な傾向を見るための教育用の図として扱うべきであり、電子がある瞬間に物理的にどこにあるかを主張するものではありません。第4周期より先の元素や、結合の立体構造・磁性に関する問いには、量子力学に基づく軌道モデルへ進む必要があります。
水素からクリプトンまで、すべての元素で実際の基底状態の電子殻配置を使用します。クロムと銅は本来の4s・3d交差をそのまま保持し、両元素にとって誤りとなる一律の2・8・8・18パターンには当てはめません。
主族元素であれば、-3から+3までの電荷を設定すると、実際のイオン化の仕組みに沿って電子が再配置されます。陽イオンは最外殻から内側へ電子を失い、陰イオンはその殻の許容量まで電子を得るため、塩素原子とCl-イオンが正しく描き分けられます。
拡大しても鮮明なベクターSVGは配布用プリントに、PNGはスライドや資料に。書き出したファイルは常に画面表示と一致しているので、別途チェックする手間がありません。
化学の授業で生徒や先生からよく寄せられる質問をまとめました。
化学や生物の単元でボーアモデルとあわせてよく使われる図も、同じ場所で作成できます。
入力欄はページ上部にあります。記号を変える、電荷を加えてイオンにする、必要になったらいつでもSVGやPNGを書き出せます。
