グループ11の要素

周期表の元素群

周期表の第11族
水素 ヘリウム リチウム ベリリウム ホウ素 炭素 窒素 酸素 フッ素 ネオン ナトリウム マグネシウム アルミニウム ケイ素 リン 硫黄 塩素 アルゴン カリウム カルシウム スカンジウム チタン バナジウム クロム マンガン 鉄 コバルト ニッケル 銅 亜鉛 ガリウム ゲルマニウム ヒ素 セレン 臭素 クリプトン ルビジウム ストロンチウム イットリウム ジルコニウム ニオブ モリブデン テクネチウム ルテニウム ロジウム パラジウム 銀 カドミウム インジウム スズ アンチモン テルル ヨウ素 キセノン セシウム バリウム ランタン セリウム プラセオジム ネオジム プロメチウム サマリウム ユーロピウム ガドリニウム テルビウム ジスプロシウム ホルミウム エルビウム ツリウム イッテルビウム ルテチウム ハフニウム タンタル タングステン レニウム オスミウム イリジウム 白金 金 水銀（元素） タリウム 鉛 ビスマス ポロニウム アスタチン ラドン フランシウム ラジウム アクチニウム トリウム プロトアクチニウム ウラン ネプツニウム プルトニウム アメリシウム キュリウム バークリウム カリホルニウム アインスタイニウム フェルミウム メンデレビウム ノーベリウム ローレンシウム ラザホージウム ドブニウム シーボーギウム ボーリウム ハッシウム マイトネリウム ダルムシュタットチウム レントゲン コペルニシウム ニホニウム フレロビウム モスコビウム リバモリウム テネシン オガネソン グループ10 ←   →グループ12
IUPACグループ番号 11 元素名 銅グループ 通称 貨幣用金属 CASグループ番号 （米国、パターンABA） IB 旧IUPAC番号 （ヨーロッパ、パターンAB） IB

↓ 期間
4	銅(Cu) 29 遷移金属
5	銀（Ag） 47 遷移金属
6	金（Au） 79 遷移金属
7	レントゲン（Rg） 111 の未知の化学的性質
凡例 原始元素 合成元素

現代のIUPAC番号による第11族^[1]は、周期表の化学元素のグループであり、銅（Cu）、銀（Ag）、金（Au）、レントゲン（Rg）で構成されていますが、レントゲンが金のより重い同族元素のように振る舞うことを確認する化学実験はまだ行われていません。第11族、より具体的には最初の3つの元素は、硬貨の鋳造に使用されるため、貨幣金属^{としても知られています[2]。金属価格の上昇により、銀と金は流通通貨には使用されなくなりましたが、地金には使用され続けています。銅は、銅}張り貨幣または白銅合金の一部として、現在でも貨幣によく使用される金属です。^[要出典]これらはおそらく最初に発見された3つの元素です。^[3]銅、銀、金はすべて、元素の形で自然界に存在します。^{[4] [5]}

歴史

このグループの3つの安定元素はすべて先史時代から知られており、^[2]自然界では金属の形で存在し、生産に抽出冶金は必要ありません

銅は紀元前 4000 年頃に知られ、使用されており、多くの品物、武器、材料が銅で作られ、使用されていました。

RSCによると、銀採掘の最初の証拠は紀元前3000年、トルコとギリシャに遡ります。古代の人々は銀の精錬方法さえも発見していました。

人類が使用した金属として記録されている最古のものは金のようで、これは自由に存在する、あるいは「天然」の状態で見つかる。紀元前4万年頃の旧石器時代後期に使われていたスペインの洞窟からは、少量の天然金が発見されている。金の工芸品はエジプトにおいて先王朝時代のごく初期、紀元前5千年紀末から紀元前4千年紀初頭にかけて初めて登場し、精錬は紀元前4千年紀に発達した。金の工芸品は紀元前4千年紀初頭のメソポタミア南部の考古学調査にも登場している。

レントゲンは1994年にニッケル64原子をビスマス209に衝突させてレントゲン272を作ることで作られました。^[6]

特徴

他のグループと同様に、このファミリーのメンバーは、特に最外殻において電子配置にパターンを示し、化学的挙動に傾向をもたらしますが、レントゲンはおそらく例外です

Z	元素	殻あたりの電子数
29	銅	2、8、18、1
47	銀	2、8、18、18、1
79	金	2、8、18、32、18、1
111	レントゲン	2、8、18、32、32、17、2 （予想）

第11族元素​​はすべて比較的不活性で耐腐食性に優れた金属です。銅と金は有色ですが、銀は無色です。レントゲンは銀色であると予想されていますが、それを裏付けるほどの大量生産はされていません。

これらの元素は電気抵抗が低いため、配線に使用されます。銅は最も安価で広く使用されています。集積回路のボンディングワイヤは通常金です。銀や銀メッキ銅配線は、特殊な用途で使用されます。

産地

銅はチリ、中国、メキシコ、ロシア、アメリカ合衆国で天然の形で産出されます。銅の天然鉱石には、黄銅鉱（CuFeS₂ _）、赤銅鉱またはルビー銅（Cu₂O _）、銅閃石（Cu₂S _）、孔雀石（Cu(OH) _{₂・CuCO₂}）、藍銅鉱（Cu(OH) _₂・2CuCO₂ ） などが_あります

黄銅は主要な鉱石であり、世界の銅生産量の約 76% を占めています。

生産

銀は天然の形で、金との合金（エレクトラム）、そして硫黄、ヒ素、アンチモン、塩素を含む鉱石として産出されます。鉱石には、銀鉄鉱（Ag ₂ S）、角銀を含む塩化銀鉱（AgCl）、白銀鉱（Ag ₃ SbS ₃ ）などがあります。 銀はパークス法によって抽出されます

用途

これらの金属、特に銀は、金銭的価値や装飾的価値以外にも、工業用途に不可欠な珍しい特性を持っています。これらはすべて優れた電気伝導体です。すべての金属の中で最も導電性が高いのは（体積比）、銀、銅、金の順です。銀はまた、最も熱伝導性が高く、最も光を反射する元素でもあります。銀はまた、銀に形成される変色も依然として高い導電性を持つという珍しい特性を持っています

銅は電気配線や回路に広く使用されています。金接点は耐腐食性が高いことから、精密機器に用いられることがあります。銀は、ミッションクリティカルな用途で電気接点として広く使用されているほか、写真撮影（硝酸銀は光にさらされると金属に戻るため）、農業、医療、オーディオ機器、科学用途にも使用されています。

金、銀、銅は非常に柔らかい金属であるため、貨幣として日常的に使用すると簡単に損傷します。また、貴金属は使用によって摩耗したり、すり減ったりすることもあります。貨幣学的な用途では、これらの金属は硬貨の耐久性を高めるために他の金属と合金化する必要があります。他の金属との合金化により、硬貨は硬くなり、変形しにくくなり、摩耗に対する耐性が向上します。

金貨： 金貨は通常、90%の金（例：1933年以前の米国硬貨）または22カラット（91.66%）の金（例：現在のコレクターズコインやクルーガーランド金貨）で製造され、残りの重量は銅と銀で構成されます。地金金貨は、最大99.999%の金で製造されています（カナダのゴールド・メープルリーフ・シリーズ）。

銀貨： 銀貨は通常、1965年以前のアメリカ合衆国の硬貨（多くの国で流通していた）のように90%の銀で製造されます。また、 1920年以前のイギリス連邦およびその他の国の銀貨は、銀92.5%の純銀で製造され、残りの重量は銅で占められています。古いヨーロッパの硬貨は、一般的に83.5%の銀で製造されていました。現代の銀地金硬貨は、99.9%から99.999%の純度で製造されることが多いです。

銅貨: 銅貨は純度が非常に高く、97% 程度であることが多く、通常は少量の亜鉛とスズが合金化されています。

インフレにより、硬貨の額面価格は歴史的に使用されていた金属の硬貨価値を下回っています。そのため、現代の硬貨のほとんどは卑金属で作られています。銅ニッケル（約80:20、銀色）は人気があり、ニッケル真鍮（銅75、ニッケル5、亜鉛20、金色）、マンガン真鍮（銅、亜鉛、マンガン、ニッケル）、青銅、または単純なメッキ鋼も人気があります。

生物学的役割と毒性

銅は過剰摂取すると有毒ですが、生命維持に不可欠です。ヘモシアニン、シトクロムcオキシダーゼ、スーパーオキシドディスムターゼに含まれています。銅には抗菌作用があることが示されており、病院のドアノブには病気の蔓延を防ぐのに役立っています。銅容器で食事をすると、銅中毒のリスクが高まることが知られています。ウィルソン病は、過剰な銅の排泄に重要なタンパク質が変異し、体組織に銅が蓄積する遺伝性疾患です。嘔吐、脱力感、震え、不安、筋肉の硬直などの症状を引き起こします。

金や銀単体には毒性作用や生物学的利用能は知られていないが、金塩は肝臓や腎臓の組織に毒性を示す可能性がある。^{[7] [8]}銅と同様に、銀にも抗菌作用がある。金や銀を含む製剤を長期間使用すると、これらの金属が体組織に蓄積する可能性があり、その結果、それぞれクリシアシス（金銀沈着症）と銀銀症（銀銀症）と呼ばれる、不可逆的ではあるが一見無害な色素沈着症状を引き起こす。

レントゲンは寿命が短く放射性であるため、生物学的用途はありませんが、その放射能により極めて有害である可能性があります。

参考文献

1. Fluck, E. (1988). 「周期表における新しい表記法」(PDF) . Pure Appl. Chem. 60 (3). IUPAC : 431– 436. doi :10.1351/pac198860030431 . 2012年3月24日閲覧。
2. "23.6: Group 11: Copper, Silver, and Gold". Chemistry LibreTexts . 2015年1月18日. 2022年3月25日閲覧。
3. Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (第2版). Butterworth-Heinemann . p. 1173. doi :10.1016/C2009-0-30414-6. ISBN 978-0-08-037941-8。
4. 「これらは自然界に存在する天然元素です」ThoughtCo . 2022年3月25日閲覧
5. 「天然元素鉱物および天然に存在する金属の純粋な形態のリスト」. Mineral Processing & Metallurgy . 2016年9月27日. 2022年3月25日閲覧。
6. ホフマン、S.;ニノフ、V.ヘスバーガー、FP;アームブラスター、P.フォルガー、H.ミュンツェンベルク、G.ショット、HJ;ポペコ、AG;イェレミン、AV;アンドレーエフ、ＡＮ。サロ、S.ジャニック、R.レイノ、M. (1995)。 「新要素111」。物理学の時代 A。350 (4): 281–282。書誌コード:1995ZPhyA.350..281H。土井：10.1007/BF01291182。
7. Wright, IH; Vesey, CJ (1986). 「シアン化金による急性中毒」.麻酔. 41 (79): 936– 939. doi : 10.1111/j.1365-2044.1986.tb12920.x . PMID  3022615.
8. ウー、ミンリン;ツァイ・ウェイジェン。ゲル、ジイン。デン、ジューファン。ツァイ、シーホー。ヤン、モシュン。 （2001年）。 「急性シアン化金カリウム中毒による胆汁うっ滞性肝炎」。臨床毒物学。39 (7): 739–743。土井:10.1081/CLT-100108516。PMID  11778673。

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