コア コンセプト
このチュートリアルでは、化学と物理学における主族元素と、それらが主族元素と見なされる理由について紹介します。
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「主要グループ要素」とは
代表元素とも呼ばれる主族元素は、周期表のsブロックとpブロックに属する元素で構成され、地球や宇宙に最も多く存在します。主族の多くの元素、特に酸素、炭素、窒素、水素が地球上の生命に必要です。
周期表の軌道ブロック
同様のグループまたは列にある要素は、それらの価電子 (最も外側の電子) に基づいて、周期表のブロックにまとめることができます。周期表には s、p、d、f の 4 つのブロックがあります。元素が同じブロックにある場合、最後の価電子は同じ軌道を占めます。周期表は、電子配置に従って元素を配置します。
Sブロック
このブロック内のすべての要素が同じブロックを占有します。これは、これらの元素の原子が s 軌道に価電子を持つことを意味します。このブロックの元素は、ヘリウムを含むグループ 1 と 2 にあります。
水素とヘリウムを除いて、このブロック内のすべての元素は金属であり、同様の特性を持っています.
S ブロック要素のプロパティ
- S ブロック要素には 1 つの酸化状態があります
- それらの一般的な価電子配置は ns
- アルカリ金属 (グループ 1) の酸化状態は +1 で、グループ 2 の元素 (アルカリ土類金属) の酸化状態は +2 です。
- ヘリウムを除くすべての S ブロック元素は反応性が高いです。
- 低沸点で柔らかい傾向があります
- S ブロック金属は非常に陽性です。
Pブロック
このブロックは周期表の右側にあり、6 つの異なる列に含まれる元素が含まれています。これらの元素の価電子は p 軌道にあります。ヘリウムは、列 3A で開始し、列 8A で終了する p ブロックから除外されます。
これらの元素の特性は、元素の周期表の大部分にまたがるため、さまざまです。
P ブロック要素のプロパティ
- p ブロック要素には、複数の酸化状態があります。たとえば、硫黄には -2、0、+2、+4、および +6 があります。
- 酸化状態はグループによって異なります。 17 族元素 (ハロゲン) の酸化状態は -1 ですが、18 族 (希ガス) の酸化状態は 0 です。
- 一般的な酸化状態は n です s n p。それらの価電子は p 軌道にあります
- 金属、非金属、半金属が含まれているため、その特性はグループによって異なります。
主要なグループ要素の重要性
主なグループ要素は、いくつかの理由で重要です。
地球と宇宙
主族元素は、地球と宇宙を構成するのに最も豊富です。これらの元素は、地球の地殻の 80% を占めています。酸素とケイ素は、地球の地殻の大部分を占めています。同様に、酸素とシリコン、水素とヘリウムが宇宙の大部分を構成しています。宇宙の約70%は熱いビッグバンでできたと言われている水素。炭素は、地球上のあらゆる形態の生命にとって不可欠な要素です。
工業
これらの主族元素とその化合物は、経済的に最も重要な元素の 1 つです。リチウム元素は、統合失調症や双極性障害などの病気の治療において重要な要素です。元素ナトリウム (Na) の最も一般的な用途は、食卓塩または塩化ナトリウム (NaCl) の形で食品を味付けすることです。原子時計は共鳴周波数を正確に測定できるため、セシウムを使用します。
生物学的用途
マグネシウムは、最も豊富なアルカリ土類金属の 1 つです。医療現場でとても役に立ちます。マグネシウムは、制酸剤、下剤、エプソン塩に使用されています。カルシウムは、地球上でマグネシウムよりもさらに豊富です。骨、歯、殻、外骨格などの生物の構造における重要な要素です。非常に透明な要素であるベリリウムとは異なり、X 線はバリウムを透過できないため、胃腸管を見るために使用されます。
D ブロック要素はどうですか?
ほとんどの場合、d ブロックの元素は、周期表の元素のメイン グループにあるとは見なされていません。周期表の中央にある遷移金属、ランタニド、および周期表の本体の下にあるアクチニドは、主族元素に分類されません。一部の科学者は、水素を主族元素とは見なしません.
