第10族:ニッケル族
第10族には、ニッケル、パラジウム、白金、そして合成元素のダームスタチウムがあります。これらは丈夫で光沢のある金属で、特に水素が関わる反応に優れた触媒です。最も一般的な酸化数は+2です。
10個の電子、3通りの配置
各原子は希ガスの芯の外側に10個の電子をもちますが、天然に存在するメンバーはそれぞれ異なる並べ方をします。ニッケルは[Ar] 3d⁸ 4s²、白金は[Xe] 4f¹⁴ 5d⁹ 6s¹です。パラジウムは[Kr] 4d¹⁰で、希ガスの芯の外側にs電子をもたない唯一の元素です。
化合物になると、その違いは薄れます。ニッケルとパラジウムはほとんどが+2で、白金は+2と+4の両方の化合物をつくります。3つとも、表面で水素分子をつかまえ、結合をゆるめて、水素原子を他の分子に渡すことができ、それが優れた触媒である理由です。
族を下るにつれての傾向
ニッケルは1728 K、パラジウムは1828.05 K、白金は2041.4 Kで融け、左側の族よりも上がり方は緩やかです。密度は、ニッケルの8.908 g/cm³からパラジウムの12.023 g/cm³、白金の21.45 g/cm³へと跳ね上がります。電気陰性度は1.91から2.2、2.28へと上がります。
重い金属ほど貴金属としての性質も強くなります。白金は空気中で変色せず、熱い王水にしか溶けません。ニッケルは別の点でも際立っていて、鉄やコバルトのように強磁性をもちますが、パラジウムと白金はもちません。
第10族に出会う場面
ニッケルは、ステンレス鋼、充電式電池、硬貨に使われます。ただし、アメリカでニッケルと呼ばれる5セント硬貨は、実際には4分の3が銅です。ニッケル触媒は、植物油に水素を付加してより固体に近い状態にします。パラジウムと白金は、触媒コンバーターで排気ガスを浄化し、パラジウムは自分自身の体積の数百倍もの水素ガスを吸収できます。白金は、ジュエリー、実験室の電極、広く使われているがん治療薬のシスプラチンに使われます。
ダームスタチウム
ダームスタチウム(110)は、1994年に最初につくられたドイツの都市ダルムシュタットにちなんで名づけられました。これまでにつくられた原子は数個だけで、その性質は測定されたものではなく予測されたものです。
第10族:族に沿った性質の変化
列の見出しをクリックすると並べ替えられます。
| 28 | ニッケル | Ni | 2 | +2, +3 | 1.91 | 163 | 1,728 K (1,454.8 °C) | 8.908 g/cm³ |
| 46 | パラジウム | Pd | 10 | +2, +3 | 2.2 | 202 | 1,828.05 K (1,554.9 °C) | 12.023 g/cm³ |
| 78 | 白金 | Pt | 1 | +2, +4 | 2.28 | 209 | 2,041.4 K (1,768.2 °C) | 21.45 g/cm³ |
| 110 | ダームスタチウム | Ds | 2 | — | — | — | — | — |