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物質の分類

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1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra

元素には103種類ありまして、それぞれ違った性質があります。 金は金色の固体金属で、柔らかく、反応性が弱く、電気を通します。 銅は十円玉の色の固体金属で、金よりも硬く、塩酸とは反応しませんが、硫酸とは反応します。 酸素は、常温で気体で無色。空気より重く、助燃作用があります。水にはあまり溶けません。窒素は・・・・・。

と、一つ一つの元素の性質を別々に考えると大変です。

幸い、103種類の元素はそれぞれ性質が違うのですが、似ている物のグループというものが存在します。

例えば金も銅も性質がかなり違いますが、金属である事には違いがありません。 酸素と窒素はかなり違いますが、非金属である事は共通しています。 このように似たものをグループを図にまとめると、こんな感じです。

全体は大きく「金属」と「非金属」に分けることができます。 周期表との関係を考えると、周期表の左の方が金属、右の方が非金属です。 教科書や参考書の周期表では、色分けされている事が多いと思います。(その他に半導体がありますが、それはまた後で述べます)

金属は金属結合する物質です。ナトリウムの結晶は、ナトリウム原子(正しくはナトリウムイオン)が、自由電子を共有することで、金属結合して存在します。

非金属とは基本的に、それ以外を指します。非金属同士は、共有結合でできています。塩素分子は、塩素原子二個が、共有結合で化合したものです。

金属と非金属が結合するには、イオン結合します。食塩(NaCl)は、金属であるナトリウムと、非金属の塩素が結合したものです。この場合、ナトリウムの価電子を、塩素が完全に奪って、静電気の力でくっついている物です。

金属はさらに、「典型金属元素」と「遷移金属元素」に分かれます。 周期表を習った時に、「周期表で縦に並んだ元素の性質は似ている」と習ったと思いますが、それがなり立たないのが「遷移元素」です。(典型元素では成り立ちます)

例えばナトリウムとカリウムは、周期表で縦に並んでいるので、性質が似ています。ですから「典型金属元素」です。しかし鉄とルテチルムは縦に並んでいますが、あまり似ていません。むしろ左右に並んだマンガンやコバルトに似ています。これが「遷移金属元素」です。 (なぜそうなるのかは、後で説明します。) では、「典型金属元素」「遷移金属元素」「非金属」に分けて、それぞれの性質について説明してみましょう。

  1. 金属元素
    1. 典型金属元素
    2. 遷移金属元素
  2. 非金属
  3. 境界部分

さて、元素の性質としては、上の通りですが、化合物はさらに、それ特有の性質を持ちます。次に代表的な化合物をまとめてみましょう。

化合物


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