こんにちは!やーるー科学大学 学長のイエモリです。
本日は化学の基礎である周期表(periodic table)を見ていきましょう。すいへーりーべ、でおなじみのあれです。
目次
周期表とは
![](https://yaa-lu.com/wp-content/uploads/2023/07/image.png)
これが周期表です。早速あなたの”やる気”を奪ってくれたのではないかと思います(笑)。
それでは、ヤールー科学大学周期表ツアーの旅へあなたをお連れしましょう。まずは色塗りをしていきましょう。
典型元素
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少し見やすくなりました。
赤丸は常温常圧で液体の子たちです。
35番の臭素と80番の水銀です。
そして今色を塗った元素たちは典型元素(typical element)というグループになります(正確な表現は1、2族までと12属から18族の元素)。
ここで新しい言葉でてきました。族(group)です。
周期表の列のことを族と表現します。
一方、行は周期(period)と言います。
典型元素を縦に色塗りしたのには理由があります。
それは保有している最外殻電子数が族ごとで同じで縦に性質が似ているため。
わかりやすく言うと外見が似ているのです。
人間も外見(最外殻電子)が似ていると性格(性質)が似てきますよね。
さて、上の図には他にも聞いたことのないような単語がたくさん出てきましたね。
一つ一つ見ていきましょう。
1族・2族
まずは、赤色の網掛け、アルカリ金属(alkali metals)。
これらの元素たちは一価の陽イオンになりやすい子たちです。
水素はアルカリ金属に含まれません!
さて、イオンになるとはどういうことか。それはまた別のブログで学んでいきましょう。
次にオレンジ色のアルカリ土類金属(alkaline earth metals)。
この子たちは2価の陽イオンになりやすい子たちで、昔の科学者がこれらの金属に当時の土の概念を見出したのが由来のようです。
16族・17族・18族
次にカルコゲン(chalcogens)。
この16族元素たちは多種多様な化合物を形成します。
カルコゲンの中で一番有名な化合物は、おそらく水、H2Oでしょう。
カルコゲンのお隣、ハロゲン(halogens)。
元素界の暴れん坊スターでおなじみのグループです。
私自身、学部時代は有機合成化学を専攻していてフッ素化を研究していたのでとても思い出のあるグループです。
一価の陰イオンになりやすい子たちで、有機化学の世界ではXと表現することもあります。
(HXと書いてあれば、HF, HCl, HBr, HIのどれかだな。となるわけです)
最後に希(貴)ガスです。
すべての元素のあこがれ。
最外殻電子がすべて埋まっているその姿はまさに元素界のアイドルです。
それでは、典型元素だけを切り取って電子数をまとめてみましょう。
典型元素の電子数
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価電子とは結合に関与する電子数のこと。
基本的には最外殻電子と同じですが、希ガスが異なり、0です。
これは希ガスがもっている最外殻電子は結合に関与しないということです(希ガスの化合物も見つかっているので本気を出したら希ガスと結合はできます)。
そして原子価。これはいわゆる手の数。
結合を別の元素と手をつなぐと考えると、同時に手をつなぐことができる数ということ。
例えば、世界一シンプルな炭化水素はメタンで、化学式はCH4です。
炭素Cの手の数は4で水素は1ですから、非常にシンプルでわかりやすいですね。
それでは、電子について少しふれておきましょう。
結合と電子
突然ですが、あなたはお金が好きですか。
私は大好きです(笑)。
もしかしたら、あなたは宵越しの金は持たない派かもしれませんね。
元素の世界では電子はお金と考えるとわかりやすいかもしれません。
元素はそれ単体では生きにくく、だれかと一緒になって単体となったり化合物を作ったりして幸せに暮らしています。
その時必要なのが電子(お金)です。
そして、元素たちの目標はいつも希ガスなのです。希ガスのように安定な電子配置になりたい。といつもやきもきしています。
さあ、ここにNa(ナトリウム)くんがいます。Naくんはアルカリ金属のグループに属している子です。
このグループは職人気質の”宵越しの金は持たない派”の子たちです。
そこへ、お金大好きっ子のCl(塩素)ちゃんがやってきました。
この二人の相性はとてもよく、Naくんは自分の持っている電子をClちゃんに勢いよく投げつけました。
ClちゃんはNaくんからもらった電子を使ってNaくんと手をつなぎ幸せそうに沈んでいったとさ。
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NaCl(塩化ナトリウム)はなかなか有名な化合物で食塩と呼ばれています。
典型元素は縦に性質が似ているので、例えばアルカリ金属はみんな、電子をどんどん投げてくるし、ハロゲンはみんな電子(お金)好きで、ほかの元素からばんばん電子を奪ってきます。
これは電気陰性度という重要な概念につながっていくので覚えておくといいかもしれません。
典型元素は縦に覚えましょう
典型元素の語呂合わせ
1族
エッチでリッチなかあちゃんがルビーをせしめてフランスへ
エッチ(H)でリッチ(Li)な(Na)かあ(K)ちゃんがルビー(Rb)をせしめ(Cs)てフランス(Fr)へ
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リッチなのにルビーをせしめてフランスへ行くのか。
というツッコミを入れたくなる語呂合わせですね。
2族
ベットに潜って彼女とすれば、ランランラン
ベット(Be)にもぐ(Mg)ってか(Ca)のじょとすれ(Sr)ば(Ba)、ラン(Ra)ランラン
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もちろん、彼女とベットでするのは決まっていますね。
そうトランプです。
え?なんだと思いましたか?
13族
ぼいんではあるがインテリだった日本人
ぼ(B)いんではある(Al)が(Ga)イン(In)テリ(Tl)だったにほん(Nh)じん
ニホニウムまで含めました。Nhは日本人が作った元素として有名ですね。
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14族
くさいゲロすんな
く(C)さい(Si)ゲ(Ge)ロすん(Sn)な(鉛)
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ひどい語呂合わせで、インパクトばっちりです。
くさくなくてもゲロはしないでほしいです。
15族
日本の朝は酢豚とビール
に(N)っぽ(P)んのあさ(As)はすぶ(Sb)たとビ(Bi)ール
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今日の朝ごはんは何を食べましたか?酢豚とビールで決まりですね(お酒ははたちになってから)!
16族
おーすせっかく天気がいいのにポーっとして
お(O)ーす(S)せ(Se)っかくて(Te)んきがいいのにポー(Po)っとして
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もしかしたら、朝ごはんで飲んだビールのせいかもしれませんね。
17族
ふっくらブラウス愛の後
ふ(F)っくら(Cl)ブラ(Br)ウスあい(I)のあと(At)
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2族ではトランプをしてました。あの時はトランプでした。。
18族
変なねーちゃんある暗闇でキスの乱発
へん(He)なねー(Ne)ちゃんある(Ar)くら(Kr)やみでキス(キセノン)のらん(Rn)ぱつ
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典型元素の語呂合わせに登場する女性はみんな個性的ですね!
おわりに
すばらしき元素の世界をみるための地図である周期表。
いかがだったでしょうか。
学校ではすいへーりーべー僕の船~♪覚えろー!
と言われて、わけもわからず覚えていたのではないでしょうか。
しかし、それだと無規則に覚えることとなり実感が湧きません。
典型元素は縦に覚えて見てください。楽しい化学の世界があなたを待っています。
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