f軌道の電子の数

f軌道は7つ存在し、1つの軌道に2個の電子を収容できるため、最大14個の電子 を持つことができる。

f軌道の電子の収容数

原子のf軌道は全部で7つ存在する。それぞれの軌道には電子を最大2個まで収容できるため、f軌道全体では 14個の電子 を収容可能である。

電子軌道の基本概念

電子の軌道について、多くの人が持つイメージは、惑星が太陽の周りを回るように電子が原子核の周りを回る「古典的な天体モデル」である。しかし、量子力学によれば、電子は厳密に決まった軌道を持たず、原子核の周囲のある空間領域に存在する確率が高い。これを 電子雲 と呼び、電子雲の形状は特定の波動関数によって決まる。

f軌道の形状とエネルギー準位

f軌道の電子雲の形状は、より低いエネルギー準位のs軌道（球状）やp軌道（ダンベル型）、d軌道（クローバー型）とは異なり、より複雑な形状を持つ。f軌道は主に n = 4以上のエネルギー準位 に出現し、ランタノイドやアクチノイド元素に特徴的な電子配置を示す。

量子数とf軌道

電子軌道は量子数によって決定される。f軌道は角運動量量子数 l = 3 に対応し、磁気量子数 m_l は -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 の7つの値をとるため、f軌道は7種類存在する。それぞれの軌道にスピン量子数 ±1/2 の電子が1つずつ収容できるため、合計で14個の電子を持つことが可能となる。