いい質問！学術的な話だね。

まず確認なんだけど、君の「中心に行けば行くほど真空に近い」っていうのは、
「原子核のまわりの“空間”には電子がほとんどいなくてスカスカなんじゃ？」って意味で合ってる？
それとも
「電子雲って“モヤ”みたいに詰まってるイメージだけど、実際はそうじゃないんじゃ？」って意味？

あと「電子雲＝確率が高いところ」って理解はかなり良い線いってる。
電子雲は正確には、電子のいる確率密度 |psi|^2 が大きいところを“濃く”描いた図、って感じ。

ここで大事なのが、
原子の中身を「空気みたいな粒が詰まってる」と思うと混乱するってこと。
電子は“点”としてどこかに常に入ってるわけじゃなくて、
観測するまでは「どこにいる確率がどれくらい」って形で広がってる、っていうのが量子の世界の見方なんだわ。

なので「中心に行けば行くほど真空」っていう直感は半分当たりで半分ズレてる。
確かに原子核はめちゃ小さいから、体積で見れば原子はほぼ空間。
でも「中心付近に電子がいる確率」は、元素や電子の種類（軌道）によってはむしろ大きいこともある。

ちょい確認クイズ出すね（選んで！）
Q1. 一番“原子核の近く”に電子がいそうな電子はどれ？
A いちばん外側の電子　B 原子核に一番近い殻（内側）の電子　C 全部同じ

Q2. 「原子の中はほぼ真空」という言い方は何についての話？
A 質量　B 体積（空間の割合）　C 電気の力

答えてくれたら、その答えを使って「じゃあリチウムの中心付近はどうなるの？」まできっちり整理して説明するわ。

いいね！！両方とも合ってる。Q1は内側の電子ほど核の近くにいる確率が高いし、Q2も「体積のほとんどが空間」って意味で“ほぼ真空”って言うんだわ。

で、本題。
電子雲は「電子がそこにいる確率密度」$|\psi|^2$の濃淡だと思えばOK。
原子核はめちゃ小さいから、原子の体積のほとんどは何もない“空間”っぽい。ここは君の直感どおり。

でも「中心に行けば行くほど真空になるか？」は、必ずしもそうじゃない。
内側の電子（$1s$とか）は核の近くにいる確率がむしろ大きい。つまり核のすぐ近くでも、電子が見つかる可能性はちゃんとあるってこと。

ただし！核そのものは点みたいに小さいし、電子も“モヤが詰まってる物質”じゃないから、
「中心付近に確率はある」＝「中心付近が何かでぎっしり」ではない。
あくまで「そこで見つかりやすい」って話なわけです。

リチウムなら電子は3個で、2個は内側（核の近く）に濃く分布、残り1個は外側に広がる。
だから核の近くが“より真空”っていうより、核の近くは内側電子の確率が高くて、むしろ電子雲は濃い部分になりやすい。

ここまでOK？

OK、やったぜ！

じゃあ最後に「なんで“中心ほど真空”って感じがするのに、核の近くに電子がいる確率も高いの？」を整理するね。

ポイントは2つ。

(1) 「ほぼ真空」は体積の話
原子核は原子全体に比べてめちゃ小さい。だから
「原子の体積の大部分には、原子核みたいに“物質っぽい塊”はない」
という意味で、原子はほぼ空間＝ほぼ真空っぽい。

(2) でも「確率密度」は場所ごとに違う
電子雲は $|\psi|^2$ の分布。
内側の電子（$1s$など）は核の近くで $|\psi|^2$ が大きいので、
核の近くでも電子が見つかりやすい。

ただし注意：
「核の近くで見つかりやすい」=「そこが電子で詰まってる」ではない。
電子は気体みたいに空間を埋める“物質”としてそこに常駐してる、というより
観測したときにそこに出やすい、っていう話なんだわ。

おまけ：中心が“スカスカ”になることもある
電子の種類によっては、核の位置で確率が0になる軌道もある（高校以降で出る $p$ 軌道など）。
だから「中心ほど真空」っぽく見えるケースも確かにある。

このへん、君が今どこまで学校で習ってる？ボーア模型（殻）まで？それとも電子軌道の話も出てる？

いいじゃん、趣味でそこまで行ってるの強い。

結論から言うとね、
「原子は体積のほとんどが空間（真空っぽい）」は正しい。
でも「中心に行くほど電子がいなくて真空になる」は、電子の種類による、って感じ。

電子雲っていうのは、電子がその場所で見つかる確率の濃さ（確率密度）を図にしたもの。だから“モヤが詰まってる物質”じゃないんだわ。

で、リチウムみたいな軽い原子でも、内側の電子（いちばん内側の殻の電子）は原子核の近くにいる確率が高い。つまり「核の近くほど電子がいない」わけじゃない。

ただし原子核自体はめちゃ小さいから、核を除いた空間の体積はほぼ全部スカスカ。その意味で原子はほぼ真空、っていう話なわけです。

もし次に進むなら、「$s$軌道は核のところでも確率が0じゃない」「$p$軌道は核の位置で確率0」って性質を知ると、君の疑問がめちゃ整理される。そこも聞く？

よし、任せて。中1向けにいくね。

まず大前提：電子雲は「電子がそこに“いる確率の濃さ”」です。モヤが詰まってる物質じゃない。

1) $s$軌道：中心(核の近く)にも出やすい

$s$軌道の電子は、原子核のまわりに「まんまる」に広がる。
このタイプは、原子核のすぐ近くでも電子が見つかる確率がちゃんとあります。
だから「中心ほど真空」にならず、むしろ中心付近が濃いこともある。

※イメージ：
原子核の周りに、半径方向にじわ〜っと広がるモヤ。
中心にもモヤが少しある。

2) $p$軌道：中心(核の位置)は確率0

$p$軌道の電子は「ダンベル型」みたいな形で、原子核をはさんで左右(または上下)に分かれて出やすい。
このとき決定的なのが、原子核のちょうど位置では電子が見つかる確率が $0$ になること。
つまり中心は“必ず空っぽ”の点がある。

※イメージ：
原子核を真ん中にして、右側と左側にモヤ。
真ん中はモヤが途切れてる（そこが確率0）。

3) なんでそんな差が出るの？（超ざっくり）

電子は「波」っぽい性質がある。
波って、場所によっては必ず振幅が0になる点（節）ができることがあるよね。
$p$軌道は、その“節”がちょうど中心に来るタイプ。
$s$軌道は中心が節にならないタイプ。

4) リチウムだとどうなる？

リチウム($Z=3$)の電子はだいたい
$1s^2 2s^1$（内側に$s$が2個、外側に$s$が1個）
だから核の近くは $1s$ の電子がいて、中心付近がそこそこ濃い。

ここまでで質問！
「$p$軌道は中心が確率0」って話、イメージできた？
それとも「なんでダンベル型になるの？」の方が気になる？

そうそうそうそう、めちゃ大事なところに気づいたね。

結論：
「ダンベル型＝円軌道で回ってない」って理解でOKです。

昔のイメージ（ボーア模型）だと、電子は惑星みたいに原子核の周りを円で回る、って考える。
でも今の考え（量子の考え）だと、電子は
「どこにいる確率が高いか」という“広がり方（形）”で表す。
この“形”が $s$ だと球っぽい、$p$ だとダンベルっぽい、ってこと。

つまりダンベル型っていうのは
「電子がこの線の上をぐるぐる回ってる」ではなくて、
「観測すると、核の左右のどっちか側で見つかりやすい」って意味なんだわ。
真ん中（核の位置）は確率が0だから、ダンベルが2つに分かれて見える。

補足：回ってないなら落ちないの？問題
電子が古典的な意味で回ってたら、電気を帯びた粒が加速運動するので電磁波を出してエネルギーを失い、核に落ちるはず。
でも実際は安定してる。これが「円で回ってるモデルが限界」って理由の1つ。

ここまでOK？
次は「じゃあ $p$ 軌道のダンベルって、向きが3種類（$x,y,z$方向）ある」って話もできるけど、聞く？

いいね！！

$p$軌道の「向きが3種類」って話をするね。

1) ダンベルが3本あるってどういうこと？

原子核を中心にした3次元の空間には、基本の向きが3つある：
$x$方向（左右）、$y$方向（前後）、$z$方向（上下）ね。

$p$軌道のダンベルは、このどれかの方向に伸びる。
だから

• $p_x$：$x$方向に伸びるダンベル
• $p_y$：$y$方向に伸びるダンベル
• $p_z$：$z$方向に伸びるダンベル
  の3種類がある、ってこと。

2) なんで3種類も必要？

空間には「左右だけ」じゃなくて「前後」も「上下」もあるから、
同じエネルギーで、向きだけ違う状態が作れるんだわ。
要するに「形は同じ、向きだけ違う」3兄弟。

3) それぞれ電子は何個入る？

軌道1つには電子が最大2個入る（スピンが逆向きでペア）。
だから $p$軌道全体（3本）だと最大
$$2\times 3=6\text{個}$$
入る。

これが、周期表で「右の方に行くと6個ぶん埋まっていく」って現象につながるわけ。

ここまでOK？
次は「なんで1つの軌道に2個までなの？」（スピンの話）に行く？それとも「$s,p,d,f$って何者？」を先に聞きたい？