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色分けされた周期表

色分けされた周期表は、さまざまな化学元素を表形式で表したものです。周期表の元素は、原子番号、電子配置、繰り返しの化学的性質に従って色分けできます。要素を分類する方法は多数あるため、要素のグループが共通して共有する特定のプロパティを示すために使用できる色分けスキームが多数存在します。

周期表で元素をグループ化する最も一般的な方法の 1 つは、カテゴリ、金属、非金属、メタロイドなど、一般的な元素タイプに基づくグループ化です。

周期表とは?

まず、周期表に関するいくつかの一般的な事実。周期表の各セルには、元素の記号、その元素の原子の陽子の数に対応する元素の原子番号、およびその元素の平均原子量があります。周期表は、期間と呼ばれる横の行と縦の列のマトリックスで構成されています およびグループ 、 それぞれ。周期的に配置された要素は、左から右に移動するにつれて化学的性質を繰り返します。たとえば、行の一番左の部分にある要素は、外殻に外部電子がほとんどなく、左から右に行くにつれて数が増加します。

これらの周期的な変化は、行に沿って移動する際の元素の化学的挙動の周期的な変化に対応しています。その結果、同じグループに配置された元素は類似した化学的性質を共有します。たとえば、炭素はシリコンと同じグループに属し、どちらも類似した化学的性質を示します。炭素とシリコンはどちらも 4 つの開いた原子価電子を持っているため、類似した化学的性質を示す理由が説明されています。同様に、フッ素と塩素はどちらもハロゲンであり、電気陰性度の弱い元素と強いイオン結合を自発的に形成する傾向があるという特徴があります。

周期表の基本を理解したところで、化学元素を整理する具体的な方法に移りましょう。

元素の種類ごとに色分けされた周期表

上の写真では、要素は、要素が該当する物質の一般的な種類に応じて色分けされています。一般に、化学者は元素を金属 (紫)、非金属 (青)、半金属 (緑) の 3 つの主要なタイプに分類します。これらのカテゴリは一般的に使用されますが、エッジでの分類にはややあいまいな境界があります。たとえば、場合によっては、ヒ素はその強力な導電特性のために金属として分類されます。他の場合では、ヒ素は室温で脆く、水に容易に溶解するため、メタロイドとして分類されます。これらのあいまいな境界は、どの元素がこれらのカテゴリに分類されるかについて普遍的な合意がないという事実を反映しているだけですが、一般的に、科学者は元素タイプの分割に関するこの一般的な理解に基づいて作業します.

金属

金属として分類される元素は、陽イオンを形成し、他の金属と金属の化学結合を形成し、酸化しやすく、一般的に熱と電気の優れた伝導体です。金属は、発見された 118 の元素のうち約 95 が金属であるため、元素タイプの最大の分類を表します。

金属元素が化合物を形成するとき、それらの結合は電子対の非局在化によって特徴付けられます。言い換えれば、金属化合物は、その構造全体で電子を自由に共有する陽イオンの正電荷格子と考えることができます。金属結合の化学的性質は、強度、耐久性、光沢、導電特性など、金属の固有の特性の多くを説明しています。金属のカテゴリは、鉄 (磁性) および非鉄金属、アルカリ、遷移金属、卑金属などにさらに分類できます。研究者が興味を持っている金属の特定の特性に応じて、研究者は金属をさまざまなサブグループに分類します。

非金属

簡単に言えば、周期表の非金属とは、金属の性質をほとんど持たない元素のことです。非金属は一般に融点と沸点が低く、室温では脆く、熱と電気の伝導性が低く、通常は他の元素と共有結合またはイオン結合します。

非金属はさらに 2 つのカテゴリに分類できます:希ガス および反応性非金属 .周期表の一番左のグループを構成し、ネオンやアルゴンなどの元素を含む希ガスは、その化学的不活性によって特徴付けられます。希ガスは、電子の完全な原子価殻を持ち、非常に安定した電子配置を持つため、化学的に不活性です。反応性非金属は、その名前が示すように、他の元素と容易に反応する非金属を指します。炭素や硫黄などの電気陰性度の低い非金属は、電子を共有することによって共有結合を形成するように配置されます。酸素やハロゲン (7 族) などの電気陰性度の高い非金属は、はるかに反応性が高く、金属との強いイオン結合を容易に形成します。

メタロイド

周期表の中央部分を占めているのは、まばらに存在するメタロイド (半金属) です。名前が示すように、半金属は金属と非金属の特性の独特な混合物を示し、半金属は金属または非金属のカテゴリに明確に分類されません。最も一般的に認識されている 6 つのメタロイドは、ホウ素、シリコン、ヒ素、ゲルマニウム、アンチモン、およびテルルです。金属と同様に、半金属は特徴的な光沢を示し、一般に熱と電気の良導体です。非金属と同様に、半金属は通常室温では脆く、一般に他の元素と共有結合を形成します。

メタロイドの最も重要な種類の 1 つは、現代のエレクトロニクス産業のバックボーンを形成している半導体であるシリコンです。シリコンは比較的安価で豊富な天然素材で、室温で強力な導電特性を示し、最新の電子機器で使用するのに理想的な導体になります.

周期表で元素を整理する方法は他にもたくさんあります。電気陰性度、結合特性、溶媒への溶解能力、イオン化エネルギー、または電子軌道配置によって元素を整理できます。一般的な元素の種類で整理することは、化学者が自然界の幅広い化学元素を分類しようと試みた 1 つの方法を表しているにすぎません。


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