グループ（周期表）

元素周期表では、各列がグループです。

化学において、族（ファミリーとも呼ばれる）[1]は、化学元素周期表における元素の列を指します。周期表には18の番号付き族があり、第2族と第3族の間にある14のfブロック列には番号が付けられていません。族内の元素は、原子の最外殻電子殻の物理的または化学的特性が類似しています（つまり、同じコア電荷）。これは、ほとんどの化学的特性が最外殻電子の軌道位置によって支配されるためです。

「第1族」から「第18族」までの現代の番号付けシステムは、1988年以来、国際純正応用化学連合（IUPAC）によって推奨されている。 [要出典] 1-18のシステムは、各原子の、その前の希ガスの原子の電子以外のs、p、d電子に基づいている。2つの古い互換性のない命名方式では、使用されているシステムに応じて、異なるグループに同じ番号を割り当てることができる。古い方式は、ケミカルアブストラクツサービス（CAS、米国でより一般的）と、1988年より前のIUPAC（ヨーロッパでより一般的）で使用されていた。18族のシステムは化学界で一般的に受け入れられているが、元素番号1と2（水素とヘリウム）のメンバーシップについては異論がある。教科書では内部遷移金属に関する同様のバリエーションが存在し続けていますが、正しい配置は 1948 年から知られており、1988 年 (1 ～ 18 の番号とともに) と 2021 年に IUPAC によって 2 度承認されました。

族は最上位元素で識別される場合もあれば、特定の名称で呼ばれる場合もあります。例えば、第16族は「酸素族」や「カルコゲン族」とも呼ばれます。例外として「鉄族」があり、通常は第8族を指しますが、化学では鉄、コバルト、ニッケル、あるいは類似の化学的性質を持つ他の元素群を指すこともあります。天体物理学や原子核物理学では、通常、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、マンガンを指します。

グループ名

現代の族名は1から18までの番号で、fブロックの14列は番号が付けられていない（周期表では合わせて32列となる）。また、ハロゲンのような慣用名もよく用いられる。歴史的には、ローマ数字のIからVIII、そして「A」と「B」の接尾辞に基づいた、いくつかの族名が用いられてきた。[2] [3]

周期表のグループ
IUPACグループ1 a2— b3c​456789101112131415161718
メンデレーエフ （I–VIII）私AII AIII BIV BVB​VI BVII B8BI BII BIII BIV BVB​VI BVII Bd
CAS （米国、ABA）IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIBIIIAIVAVA経由VIIAVIIIA
旧IUPAC （ヨーロッパ、AB）IAIIAIIIAIVAVA経由VIIA8BIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIB0
通称rHおよびアルカリ金属アルカリ土類金属トライルカモメニクトゲンカルコゲンハロゲン希ガス
要素rによる名前リチウム基ベリリウム族スカンジウム族チタングループバナジウム族クロム族マンガン族鉄グループコバルト族ニッケルグループ銅グループ亜鉛グループホウ素族炭素基窒素基酸素基フッ素基ヘリウムまたはネオン族
第1期 H 彼
第2期李なれBC北おFね
第3期ナマグネシウムアルシPS塩素アル
第4期KカルシウムScティVCrマン鉄共同ニ銅亜鉛ガゲとしてセBrクル
第5期RbシニアはいZr注記モTCルロジウムパッド農業CDでスンSBテ私ゼー
第6期CsバLa–YbルーHFタW再オスイルPtオー水銀テル鉛バイポーでルン
第7期神父ラAc–いいえ左無線周波数デシベルSGBhHsマウントDsRGCNんんフロリダ州マックレベルTsオグ
a 第 1 族は、水素 (H) とアルカリ金属で構成されています。この族の元素は、外殻電子に s 電子を 1 つ持っています。水素は金属ではないためアルカリ金属とは見なされませんが、他のどの族よりもアルカリ金属に類似しています。そのため、この族は多少例外的です。 b 14 のf ブロック グループ(列) には、族番号がありません。 c ここに示すように、第 3 族の正しい構成は、スカンジウム (Sc)、イットリウム (Y)、ルテチウム (Lu)、ローレンシウム (Lr) です。これは、この問題に関する 1988 年[4]および 2021 年[5]の IUPAC レポートで支持されています。一般的な無機化学のテキストでは、スカンジウム (Sc)、イットリウム (Y)、ランタン (La)、アクチニウム (Ac) を第 3 族に置くことが多いため、Ce–Lu および Th–Lr は第 3 族と第 4 族の間の f ブロックになります。これは歴史的に不正確に測定された電子配置に基づいており、 [6]レフ・ランダウとエフゲニー・リフシッツは1948年に既にこれを誤りとみなしていた。 [7]現代の文献でもこれを擁護する議論が時折見られるが、ほとんどの著者は論理的に矛盾していると考えている。 [8] [9] [10]一部の文献では、La–LuとAc–Lrをfブロック列とする妥協案が採用されている（ただし、各列に15個のfブロック元素が含まれることになり、量子力学と矛盾する）。そのため、第3族のより重い元素は曖昧になっている。 [5]第3族元素#組成も参照のこと。 d 第18族の希ガスは、メンデレーエフの最初の周期表の時点では発見されていなかった。後に（1902年）、メンデレーエフはそれらの存在の証拠を認め、それらを周期表の原則を破ることなく矛盾なく新しい「第0族」に配置することができた。 r IUPAC が推奨するグループ名。



グループ名のリスト

IUPAC
名		旧
IUPAC
（ヨーロッパ）		旧CAS
名（米国）

要素による名前（「グループ」または「ファミリー」）
IUPAC
推奨
慣用名		その他の名前
グループ1IAIAリチウム基水素とアルカリ金属「リチウム基」は水素を除外する
グループ2IIAIIAベリリウム族アルカリ土類金属
グループ3IIIAIIIBスカンジウム族
グループ4IVAIVBチタングループ
グループ5VAVBバナジウム族
グループ6経由VIBクロム族
グループ7VIIAVIIBマンガン族
グループ88章VIIIB鉄グループ
グループ98章VIIIBコバルト族
グループ108章VIIIBニッケルグループ
グループ11IBIB銅グループ貨幣金属と呼ばれることもあるが、
そのセットは任意である。
グループ12IIBIIB亜鉛グループ揮発性金属[11]
グループ13IIIBIIIAホウ素族トライアルズbイコサゲン[12]
土類金属
グループ14IVBIVA炭素基テトラルcクリスタロゲン[13]
アダマントゲン[14]
メリリド[15]
グループ15VBVA窒素基ニクトゲン
ペンテルn
グループ16VIB経由酸素基カルコゲン
グループ17VIIBVIIAフッ素基ハロゲン
グループ180VIIIAヘリウム族
またはネオン族		希ガスエアロゲン[16]
^f 貨幣用金属：レントゲン（Rg）が貨幣用金属とみなされるかどうかについては、研究者の間で意見が分かれています。レントゲンは他の貨幣用金属と同様に第11族に属し、化学的には金に類似していると推定されています。 [17]一方、レントゲンは放射能が非常に高く寿命が短いため、その名の通り貨幣に使用することは実際には不可能であり、この理由から除外されることもあります。 [18]
^b トリエル（グループ13）、ギリシャ語のtri：3、IIIから[13] [16]
^c テトラル（グループ14）、ギリシャ語の「tetra：4」から、IV [13] [16]
^n pentel（グループ15）、ギリシャ語のpenta（5）、Vから[16]

CASと旧IUPAC番号（A/B）

以前のグループ番号システムには、CAS ( Chemical Abstracts Service ) と旧 IUPAC の2 つがあります。どちらも数字(アラビア数字またはローマ数字) と文字AおよびBを使用します。両方のシステムで数字は一致しています。数字は、そのグループの元素のおおよその最高の酸化数を示し、同じ数字の他の元素との化学的性質が似ていることを示します。数字はほとんどの場合直線的に増加し、1 回は表の左側、もう 1 回は右側 (元素の酸化状態の一覧を参照) に表示されますが、遷移金属では多少の不規則性があります。ただし、2 つのシステムでは文字の使い方が異なります。たとえば、カリウム (K) には価電子が1 つあります。したがって、第 1 族にあります。カルシウム (Ca) は価電子を 2 つ含んでいるため、第 2 族にあります。

旧IUPACシステムでは、文字AとBは表の左側（A）と右側（B）に割り当てられていましたが、CASシステムでは、文字AとBは主族元素（A）と遷移元素（B）に割り当てられています。旧IUPACシステムはヨーロッパで頻繁に使用され、CASはアメリカで最も一般的です。新しいIUPACスキームは、両方のシステムが同じ名前を異なるものに使用して混乱を招いたため、両方のシステムに代わるものとして開発されました。新しいシステムは、標準周期表の左から右に向かってグループを徐々に増やすだけです。IUPACの提案は、1985年に初めてパブリックコメントのために配布され、[2]後に1990年版の無機化学命名法の一部として含まれました。[19]

列方向以外のグループ

前述のように、グループは周期表の列として定義されていますが、列 ではない「グループ」という名前の要素のセットも存在します。

水素ヘリウム
リチウムベリリウムボロン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シリコン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砒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錫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シュ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
水素ヘリウム
リチウムベリリウムボロン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シリコン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砒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錫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シュ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

類似セット:貴金属、貨幣用金属、貴金属、耐火金属。

参考文献

  1. ^ 「周期表用語」www.shmoop.com . 2019年4月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年9月15日閲覧。
  2. ^ ab 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. S2CID  96704008. 2012年3月24日閲覧。
  3. ^ IUPAC (2005). 「無機化学の命名法」（PDF） .
  4. ^ Fluck, E. (1988). 「周期表における新しい表記法」(PDF) . Pure Appl. Chem. 60 (3): 431– 436. doi :10.1351/pac198860030431. S2CID  96704008. 2012年3月25日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2012年3月24日閲覧。
  5. ^ ab Scerri, Eric (2021年1月18日). 「周期表第3族に関する議論の暫定報告書」(PDF) . Chemistry International . 43 (1): 31– 34. doi :10.1515/ci-2021-0115. S2CID 231694898. 2021年4月13日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2021年4月9日閲覧。
  6. ^ William B. Jensen (1982). 「周期表におけるランタン（アクチニウム）とルテチウム（ローレンシウム）の位置」. J. Chem. Educ . 59 (8): 634– 636. Bibcode :1982JChEd..59..634J. doi :10.1021/ed059p634.
  7. ^ LD Landau , EM Lifshitz (1958).量子力学：非相対論的理論. 第3巻（第1版）.ペルガモン出版社. pp.  256–7 .
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  19. ^ Leigh, GJ『無機化学命名法：1990年の勧告』 Blackwell Science, 1990年. ISBN 0-632-02494-1。

さらに読む

  • Scerri, ER (2007). 『周期表、その歴史と意義』オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-530573-9。
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