化学元素の性質に基づいた周期表の分析

周期表は、表形式で表示された化学元素の表示です。化学元素の順序は、原子番号、電子配置、化学的性質などのいくつかの要因に基づいて配置されます。

周期表は、国際的に認められているすべての化学元素で構成されており、-s、-p、-d、-fブロックを含む4つのブロックに分かれています。テーブルの各行はピリオドと呼ばれ、列はグループと呼ばれます。一般に、ある期間(行)では、左側が金属で、右側が非金属です。

標準の周期表では、元素は原子番号(原子核内の陽子の数)の増加に従って配置されています。新しい行(期間)は、新しい電子殻が最初の電子を持ったときに始まります。列(グループ)は、電子配置に基づいて決定されます。特定のサブシェルに同じ数の電子を持つ要素は、同じ列にあります。たとえば、酸素とセレンは両方とも外側のpサブシェルに4つの電子があるため、同じ列にあります。

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同様の化学的性質を持つ元素は通常、周期表で同じグループにグループ化されますが、fブロックにあり、一部はdブロックにあり、同じ期間の元素は同様の化学的性質を持つ傾向があります。したがって、周囲の元素の性質がわかっていれば、元素の化学的性質を推定するのは比較的簡単です。

2016年の時点で、少なくとも118の元素が周期表で確認されています。これらには、元素1(水素)から118(オガネソン)が含まれ、ニホニウム、モスコビウム、テネシン、オガネソンなどの最近の添加物が国際純正応用化学連合(IUPAC)によって確認されています。

すべての要素の中で、94は自然に存在します。アメリシウムからコペルニシウム、フレロビウムとリバモリウムまでの残りの24は、実験室で合成された場合にのみ存在します。 94の自然の要素のうち、84は原始的な(古代の要素)です。他の10は、原始元素の崩壊があるときに現れます。

アインスタイニウム(元素99)より重い元素は大量に純粋な形で見つかりません。アスタチン(元素85)でさえ;フランシウム(元素87)は、微視的な量(300,000原子)の発光の形でのみ検出可能です。

化学元素のグループ化

元素には、一般的な物理的および化学的特性、豊富な条件での物質の状態、融点と沸点、密度、固体としての結晶構造、起源など、いくつかのカテゴリを幅広く適用できます。

一般的な特性

存在する元素は、その物理的および化学的特性に基づいて、金属、メタロイド、非金属の3つのカテゴリに分類されます。

金属 一般に光沢のある高導電率の固体は、他の金属と合金を形成し、非金属(希ガス以外)と塩のようなイオン性化合物を形成する可能性があります。ほとんど 非金属 無色または無色のガスの形で;他の非金属と化合物を形成する非金属は共有結合しています。間に金属と非金属があります メタロイド、 金属と非金属、または両方の混合物の間の特性を持っています。

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より詳細な分類は、周期表の色の表現によって示されることがよくあります。このシステムは、「金属」および「非金属」という用語を、多数の金属および非金属からの特定の数の金属および非金属に限定します。

金属と非金属は、同じ期間の元素について、金属から非金属への特性のグラデーションを示すサブカテゴリにさらに分類できます。

金属は、反応性アルカリ金属、反応性の低いアルカリ土類金属、ランタニドおよびアクチニド、遷移金属、および物理的および化学的特性が最も弱い遷移後金属に分類されます。

非金属は、多原子非金属、半金属により類似した非金属に分けられます。二原子非金属、必須非金属;非金属でほぼ完全に不活性な単原子希ガス。

金属

  • すべての既知の元素の78%は金属です
  • 周期表の左側に配置
  • 通常、室温で固体
  • 通常、融点と沸点が高い
  • 熱と電気の良い伝導体
  • ハンマーで叩いて伸ばすことができます

非金属

  • 周期表の右上にあります
  • 合計で22の非金属があります
  • 通常、室温で固体または気体
  • 低融点および低沸点
  • 熱と電気の伝導が悪い

メタロイド

  • 金属および非金属の特性を示します

    例:シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン

物質の状態

化学元素を区別するために一般的に使用されるもう1つの基本的なことは、標準温度および標準圧力(STP)での物質(相)の状態(固体、液体、または気体)です。

ほとんどの元素は従来の温度と大気圧で固体ですが、一部は気体です。臭素と水銀のみが0°C(32°F)および通常の大気圧で液体です。セシウムとガリウムはこの温度では固体ですが、それぞれ28.4°C(83.1°F)と29.8°C(85.6°F)の温度で溶けます。

融点と沸点

通常、1気圧の圧力で摂氏で表される融点と沸点は、さまざまな要素の特性を定義するために一般的に使用されます。ほとんどの元素のこれらの特性は知られていますが、非常に少量で入手可能な放射性元素のいくつかについては知られていません。ヘリウムは大気圧で絶対零度でも液体状態のままであるため、従来の表示では沸点しかなく、融点はありません。

密度

特定の標準温度および圧力(STP)での密度は、要素の特性を決定する際によく使用されます。密度は、多くの場合、グラム/立方センチメートル(g / cm3)で表されます。

測定された温度で気体であるいくつかのガス、それらの密度は通常それらの気体状態で表されます。液化または固化すると、気体要素は他の要素と同じ密度になります。

要素に異なる密度の同素体がある場合、通常、代表的な同素体の1つが結論のプレゼンテーションで選択されますが、各同素体の密度は詳細セクションで説明できます。たとえば、よく知られている3つの炭素同素体(アモルファスカーボン、グラファイト、ダイヤモンド)の密度は、それぞれ1.8〜2.1です。 2,267;および3.515g / cm3。

結晶構造

固体サンプルとしてこれまでに研究された元素は、立方晶、体心立方晶、面心立方晶、六角形、単斜晶、斜方晶、菱面体晶、正方晶の8種類の結晶構造を持っています。

一部の合成超ウラン元素の場合、結晶構造を決定するために利用できるサンプルはほとんどありません。

その起源は地球上にあります

それらの起源に基づいて、最初の94の元素は自然に発生し、残りの24の元素は人工的な核反応によって合成生成物として人工的に得られることが知られています。

94の天然元素のうち、83は原始的と見なされ、安定しているか、放射性が弱いかのいずれかです。残りの11は、半減期が短すぎて太陽系の始まりにはならないため、一時的な要素と呼ばれます。

11の一時的な元素のうち、ポロニウム、ラドン、ラジウム、アクチニウム、プロトアクチニウムなどの5つの元素は、トリウムとウランの崩壊生成物です。他の6つの致命的な元素、すなわちテクネチウム、プロメチウム、アスタチン、フランシウム、ネプツニウム、およびプルトニウムは、ウランまたは重い元素が関与するまれな核反応プロセスから生成されます。

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