第12族:亜鉛族
第12族には、亜鉛、カドミウム、水銀、そして合成元素のコペルニシウムがあります。d副殻が完全に満たされているため、最外殻の2個のs電子だけを使って2+のイオンになります。水銀は有名な変わり者で、室温で液体である唯一の金属です。
満たされたd副殻と2個のs電子
亜鉛は[Ar] 3d¹⁰ 4s²、カドミウムは[Kr] 4d¹⁰ 5s²、水銀は[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s²です。満たされたd副殻は一般的な化合物ではそのまま変わらないので、典型的な遷移金属よりも典型元素の金属に近いふるまいをします。亜鉛とカドミウムはZn²⁺とCd²⁺だけをつくり、水銀はHg²⁺のほか+1の化合物もつくります。+1の化合物では、2個の水銀原子がHg₂²⁺イオンとして対になっています。
d副殻に空きがないため、酸化亜鉛や硫酸亜鉛などの亜鉛化合物は白色で、鉄、コバルト、銅の色鮮やかな化合物とは異なります。
族を下るにつれての傾向
第12族はdブロックのなかで最も融点が低く、しかも族を下るにつれて下がります。亜鉛は692.68 K、カドミウムは594.22 K、水銀はわずか234.32 K(約−39 °C)で融けます。水銀の沸点は629.88 Kですが、それよりずっと低い室温でも有毒な蒸気を出します。
密度は7.14 g/cm³から8.65 g/cm³、13.534 g/cm³へと上がるため、鋼や鉛でさえ液体の水銀に浮きます。水銀はまた、すべての金属のなかで第一イオン化エネルギーが最も高く、10.438 eVです。6s電子が非常に強く引きつけられているため、原子どうしの結合は弱く、それが液体のままでいる理由です。
第12族に出会う場面
亜鉛は、亜鉛めっきで鋼をコーティングし、めっきに傷がついた部分でも保護し続けます。銅と混ぜて真鍮がつくられ、酸化亜鉛は日焼け止めに含まれ、亜鉛は免疫系に欠かせない栄養素でもあります。カドミウムはニッケル・カドミウム電池や鮮やかな黄色の塗料に、水銀は温度計や蛍光灯に使われてきましたが、どちらも毒性があるため、これらの用途は段階的に廃止されつつあります。
コペルニシウム
コペルニシウム(112)は、ニコラウス・コペルニクスにちなんで名づけられ、数個の原子ずつしかつくられたことがありません。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。実験からは非常に揮発しやすいことが示唆されており、計算によっては、室温で液体、あるいは気体でさえあるかもしれないと予測されています。
第12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。
| 30 | 亜鉛 | Zn | 2 | +2 | 1.65 | 139 | 692.68 K (419.5 °C) | 7.14 g/cm³ |
| 48 | カドミウム | Cd | 2 | +2 | 1.69 | 158 | 594.22 K (321.1 °C) | 8.65 g/cm³ |
| 80 | 水銀 | Hg | 2 | +1, +2 | 2 | 209 | 234.32 K (-38.8 °C) | 13.534 g/cm³ |
| 112 | コペルニシウム | Cn | 2 | — | — | — | — | — |