元素のファミリー：周期表の色の意味
元素のファミリーは、似た性質をもつ元素の集まりで、ほとんどの周期表ではファミリーごとに色が分けられています。このサイトでは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、遷移後金属、半金属、反応性の非金属、ハロゲン、貴ガス、ランタノイド、アクチノイドの10のファミリーを使っています。それぞれ、色と表の中での位置で見分けられます。
ファミリーとは
同じファミリーの元素が似たふるまいをするのは、主に、価電子とよばれる外側の電子の数が似ているからです。この外側の電子が、元素の反応のしかたを決めます。
第2族や第18族のように、1つの列にあるファミリーもあれば、表の大きなブロック全体にわたるものもあります。色はあくまで目印で、表によって異なるので、必ず凡例を確認しましょう。
アルカリ金属とアルカリ土類金属
アルカリ金属は、水素を除く第1族、つまり最初の列で、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムです。ナイフで切れるほどやわらかく、水と反応して水素ガスを発生します。カリウムは反応がとても激しく、水素が薄紫色の炎を上げて燃えます。
アルカリ土類金属は第2族で、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムです。第1族の隣の元素より硬く、反応性は低めです。カルシウムは骨や歯をつくるのに役立ち、ストロンチウムは花火に赤い色を与えます。
遷移金属と遷移後金属
遷移金属は、第3〜12族の広い中央のブロックを占めます。鉄、銅、銀、金などが含まれ、ほとんどは硬くて丈夫で光沢があります。鉄は、主に鋼の形で、最も広く使われている金属です。
遷移後金属は、その右側、階段状の線の手前にあります。このサイトでは、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、タリウム、鉛、ビスマス、ポロニウムです。ほとんどの遷移金属よりやわらかく、融けやすい金属です。ガリウムは約29.8 °Cで融けるので、手の中で液体になります。
半金属と反応性の非金属
半金属は、ジグザグの階段状の線に沿って並んでいます。ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルルです。部分的に金属のようで、部分的にはそうではありません。ケイ素は、酸素に次いで地殻に2番目に多い元素で、コンピューターのチップの重要な材料です。
反応性の非金属は、水素、炭素、窒素、酸素、リン、硫黄、セレンです。ほとんどは右上にあり、水素は金属ではないのに第1族の先頭にあります。これらは生命の元素で、酸素、炭素、水素、窒素で体重の約96%を占めます。
ハロゲンと貴ガス
ハロゲンは第17族で、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンです。その名前は「塩をつくるもの」という意味で、金属と反応して塩化ナトリウムのような塩をつくるからです。塩素化合物はプールを清潔に保ち、歯みがき粉のフッ化物は歯を守るのに役立ちます。
貴ガスは最後の列の第18族で、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンです。最外殻が満たされているので、ほとんど何とも反応しません。ヘリウムは空気より軽くパーティー用の風船を浮かせ、ネオンは店の看板で赤橙色に光ります。
下にある2つの行
ランタノイド（57〜71）とアクチノイド（89〜103）は、本体の表の下に印刷された2つの行です。本来は第6周期と第7周期に属しますが、表が横に広がりすぎないように下に移されています。
ランタノイドは、やわらかく銀白色で、互いによく似た金属です。たとえばネオジムは、イヤホンや電気モーターの強力な磁石に使われます。アクチノイドはすべて放射性で、ウランは原子力発電所の燃料です。
もう1つの色は、マイトネリウム（109）からオガネソン（118）までの超重元素を示します。それぞれ数個の原子しかつくられたことがないため、このサイトでは性質を不明としています。
重要ポイント
- 元素のファミリーは、似た性質をもつ元素の集まりで、見つけやすいよう表では色分けされています。
- アルカリ金属（第1族）とアルカリ土類金属（第2族）は、左端にある反応性の高い金属です。
- 遷移金属は第3〜12族を占め、よりやわらかい遷移後金属は階段状の線の手前にあります。
- 半金属は階段状の線に沿って並び、反応性の非金属、ハロゲン（第17族）、貴ガス（第18族）は右側にあります。
- ランタノイドとアクチノイドは本体の表の下の2つの行で、アクチノイドはすべて放射性です。
確認問題
このレッスンの簡単な問題が3つあります。
1. 最後の列である第18族を占めるファミリーはどれですか。
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貴ガス — 第18族は貴ガスで、最外殻が満たされているため、ほとんど反応しません。2. 水素は第1族の先頭にあります。どのファミリーに属しますか。
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反応性の非金属 — 水素は反応性の非金属なので、第1族のアルカリ金属はリチウムから始まります。3. 放射性元素だけでできているファミリーはどれですか。