周期（周期表）

元素周期表では、番号の付いた各行が周期です。

周期表の周期とは、化学元素の列のことです。同じ列にあるすべての元素は、同じ数の電子殻を持っています。同じ周期内の次の元素はそれぞれ、前の元素よりも陽子が1つ多く、金属性が低くなっています。このように並べると、同じグループ（列）の元素は、周期律を反映して、同様の化学的・物理的性質を持ちます。例えば、ハロゲンは最後から2番目のグループ（第17族）に位置し、高い反応性や、希ガス電子配置になるために1つの電子を得る傾向など、類似した性質を共有しています。2022年現在、合計118の元素が発見され、確認されています。

マーデルングエネルギー順序付け則は、マーデルング則に従ってエネルギーが増加するにつれて軌道が配置される順序を記述する。各対角線はn + lの異なる値に対応する。

現代量子力学は、これらの性質の周期的な傾向を電子殻の観点から説明します。原子番号が増加するにつれて、電子殻は順序規則図に示されている順序とほぼ一致するように電子で満たされます。各電子殻の充填率は、表の行に対応しています。

周期表のfブロックとpブロックでは、同周期内の元素は一般的に特性の傾向や類似性を示しません（グループ下方向への垂直方向の傾向がより顕著です）。しかし、dブロックでは周期間の傾向が顕著になり、fブロックでは元素は周期間で高い類似性を示します。

生理

周期表には現在、118種類の既知の元素からなる7つの周期があります。新しい元素は8番目の周期に配置されます。拡張周期表をご覧ください。元素はブロックごとに色分けされており、赤はsブロック、黄色はpブロック、青はdブロック、緑はfブロックです。

第1期

グループ118
原子番号
名		1
時間		2
彼

第一周期に含まれる元素は、水素とヘリウムの2種類のみで、他の周期表よりも少ない。そのため、これらの元素はオクテット則ではなく、デュプレット則に従う。化学的には、ヘリウムは希ガスのように振舞うため、第18族元素の一部とみなされる。しかし、原子核構造上はsブロックに属するため、第2族元素に分類される場合もあれば、第2族と第18族の両方に分類される場合もある。水素は電子を容易に失ったり得たりするため、化学的には第1族と第17族の両方の元素として振舞う。

第2期

グループ12131415161718
原子番号
名		3
李		4
ベ		5B
​		6
℃		7
北		8
時		9
階		10
ネ

第2周期元素は2s軌道と2p 軌道を含みます。これらには、水素に加えて生物学的に最も必須の元素である炭素、窒素、酸素が含まれます。

  • リチウム（Li）は最も軽い金属であり、最も密度の低い固体元素です。[8]非イオン化状態では最も反応性の高い元素の一つであるため、天然には化合物の形でしか存在しません。リチウムは、ビッグバンの過程で大量に生成された最も重い原始元素です。
  • ベリリウム（Be）は軽金属の中で最も融点が高い元素の一つです。少量のベリリウムはビッグバンの際に合成されましたが、そのほとんどは恒星内部で崩壊または反応して炭素、窒素、酸素などのより大きな原子核を作り出しました。ベリリウムは国際がん研究機関によってグループ1の発がん性物質に分類されています。[9] 1%から15%の人々はベリリウムに敏感で、呼吸器系や皮膚に慢性ベリリウム症と呼ばれる炎症反応を起こすことがあります。 [10]ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の主鏡はベリリウムで作られています。
  • ホウ素（B）は天然には遊離元素として存在せず、ホウ酸塩などの化合物として存在します。ホウ素は植物にとって必須の微量栄養素であり、細胞壁の強度と発達、細胞分裂、種子と果実の発達、糖輸送、ホルモンの発達に必要ですが、[11] [12]高濃度では有毒です。
  • 炭素（C）は、質量では水素、ヘリウム、酸素に次いで宇宙で4番目に多い元素であり[13] 、人体では質量では酸素に次いで2番目に多い元素であり[14] 、原子数では3番目に多い元素です。[15]炭素はC-C結合の長く安定した鎖を形成できるため、炭素を含む化合物の数はほぼ無限にあります。[16] [17]生命に不可欠なすべての有機化合物には、少なくとも1つの炭素原子が含まれています。 [16 ] [17]水素、酸素、窒素、硫黄、リンと結合した炭素は、あらゆる重要な生物学的化合物の基礎となります。[17]
  • 窒素（N）は主に不活性な 二原子ガスN 2として存在し、地球の大気の体積の78%を占めています。タンパク質、ひいては生命にとって不可欠な成分です。
  • 酸素（O）は大気の体積の21%を占め、水の主成分であるだけでなく、あらゆる（またはほぼすべての）動物の呼吸に不可欠です。酸素は宇宙で3番目に豊富な元素であり、地球の地殻の大部分は酸素化合物で占められています。
  • フッ素(F) は非イオン化状態で最も反応性の高い元素であるため、自然界ではその状態では決して見つかりません。
  • ネオン（Ne）はネオン照明に使用される希ガスです。

第3期

グループ12131415161718
原子番号
名		11
ナ		12mg
​		13
アル		14
シ		15
ページ		16
S		17
Cl		18
Ar

第三周期元素はすべて自然界に存在し、少なくとも1つの安定同位体を持っています。希ガスのアルゴンを除くすべての元素は、基礎地質学と生物学に不可欠です。

第4期

グループ123456789101112131415161718
原子番号
名		19K
​		20
カルシウム		21
Sc		22
ティ		23V
​		24
Cr		25
万人		26
鉄		27
Co		28
Ni		29
立方メートル		30
亜鉛		31
ガロン		32
ゲ		33
アズ		34
セ		35
ベッドルーム		36
クローネ
左から右の順に、Co(NO 3 ) 2 (赤)、K 2 Cr 2 O 7 (オレンジ)、K 2 CrO 4 (黄)、NiCl 2 (緑)、CuSO 4 (青)、KMnO 4 (紫) の水溶液。

第4周期には、生物学的に必須の元素であるカリウムとカルシウムが含まれており、dブロックで軽い遷移金属を含む最初の周期です。これらの遷移金属には、主系列星で生成される最も重い元素であり、地球の主成分である鉄をはじめ、コバルト、ニッケル、銅などの重要な金属が含まれます。ほぼすべての元素が生物学的に役割を果たしています。

第 4 周期を構成するのは、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、クリプトンの6 つの p ブロック元素です。

第5期

グループ123456789101112131415161718
原子番号
名		37
ルーブル		38
シニア		39
歳		40
Zr		41
いいえ		42か
月		43
Tc		44
ル		45
Rh		46
パド		47
Ag		48
CD		49
インチ		50
スン		51
スラブ		52
テ		53
私		54
キセ

第5周期は第4周期と同じ数の元素を含み、基本的な構造も第4周期と同じですが、遷移金属元素が1つ多く、非金属元素が1つ少ない点が異なります。生物学的役割を持つ最も重い3元素のうち、2つ（モリブデンとヨウ素）がこの周期に含まれます。第6周期のタングステンはより重く、初期のランタノイド元素のいくつかも含まれています。第5周期には、最も軽い放射性元素であるテクネチウムも含まれます。

第6期

グループ12 3456789101112131415161718
原子番号
名		55
Cs		56
バ		57
ラ		西暦58年
59
Pr		60
Nd		午後6時1
分		62
スモール		63
ユーロ		64
ガド		65
テラバイト		66
Dy		67
ホ		68
エル		69
TM		70
イブ		71
ルー		72
フッ化水素		73
タ		74
ワット		75
レ		76
Os		77
イル		78
ポイント		79
Au		80
Hg		81
トル		82
鉛		83
ビ		84
ポ		85
アット		86
ルン

第6周期は、ランタノイドを含むfブロックを含む最初の周期であり、最も重い安定元素を含んでいます。これらの重金属の多くは毒性があり、一部は放射性ですが、白金と金はほぼ不活性です。

第7期

グループ12 3456789101112131415161718
原子番号
名		87
 金 		88
ラ		89
エーカー		90
番目		91
パ		92
U		93
番号		94
プエルトリコ		午前95時
96
センチメートル		97
ページ		98
cf		99
Es		100
Fm		101
メリーランド州		102
いいえ		103
リットル		104
RF		105
デシベル		106
SG		107
Bh		108
Hs		109
メートル		110
Ds		111
Rg		112
CN		113
NH		114
液量オンス		115
マク		116
レベル		117
Ts		118
オグ

第7周期の元素はすべて放射性元素です。この周期には、地球上で自然に存在する最も重い元素であるプルトニウムが含まれています。この周期の以降の元素はすべて人工的に合成されました。これらの元素のうち5種類（アメリシウムからアインスタイニウムまで）は現在、マクロレベルで入手可能ですが、ほとんどは極めて希少で、マイクログラム以下の量しか合成されていません。後の元素の中には、実験室で一度に数原子程度しか確認されていないものもあります。

これらの元素の多くは希少であるため、実験結果はそれほど広範囲ではありませんが、第7周期における周期的および族的挙動の傾向は、他の周期に比べて明確に定義されていないようです。フランシウムとラジウムはそれぞれ第1族および第2族の典型的な特性を示しますが、アクチノイドはランタノイドよりもはるかに多様な挙動と酸化状態を示します。第7周期のこれらの特異性は、スピン軌道相互作用の強さや相対論的効果など、様々な要因によるものと考えられますが、最終的には、その巨大な原子核からの非常に高い正電荷によって引き起こされます。

第8期

第8周期元素はまだ合成されていません。gブロックが予測されています。第8周期に予測されているすべての元素が実際に物理的に可能であるかどうかは明らかではありません。したがって、第9周期は存在しない可能性があります。

参照

参考文献

  1. ^ パーマー、デイビッド（1997年11月13日）「宇宙の水素」NASA . 2008年2月5日閲覧。
  2. ^ Jolly, William Lee (2019年8月9日). 「水素」.ブリタニカ百科事典.
  3. ^ 「ヘリウム：物理的性質」WebElements . 2008年7月15日閲覧。
  4. ^ 「ヘリウム：地質情報」WebElements . 2008年7月15日閲覧。
  5. ^ Cox, Tony (1990-02-03). 「化学元素の起源」. New Scientist . 2008年7月15日閲覧。
  6. ^ 「ヘリウム供給が減少：生産不足により、一部の産業とパーティ参加者は辛うじて生き延びなければならない」ヒューストン・クロニクル、2006年11月5日。
  7. ^ Brown, David (2008年2月2日). 「ニューメキシコ州におけるヘリウムの新たなターゲット」. アメリカ石油地質学者協会. 2008年7月15日閲覧。
  8. ^ WebElements の Lithium。
  9. ^ 「IARCモノグラフ、第58巻」国際がん研究機関（IARC）1993年。 2008年9月18日閲覧。
  10. ^ 慢性ベリリウム症に関する情報。
  11. ^ 「植物栄養におけるホウ素の機能」（PDF） www.borax.com/agricultureUS Borax Inc. 2009年3月20日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  12. ^ Blevins, Dale G.; Lukaszewski, Krystyna M. (1998). 「植物栄養におけるホウ素の機能」. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology . 49 : 481– 500. doi :10.1146/annurev.arplant.49.1.481. PMID  15012243.
  13. ^ 宇宙で最も豊富な10元素。ラッセル・アッシュ著『The Top 10 of Everything』2006年、10ページより。2008年10月15日閲覧。2010年2月10日、Wayback Machineにアーカイブ。
  14. ^ チャン、レイモンド (2007). 『化学』第9版. マグロウヒル. p. 52. ISBN 978-0-07-110595-8。
  15. ^ Freitas Jr., Robert A. (1999). ナノメディシン. Landes Bioscience. 表3-1 & 3-2. ISBN 1-57059-680-8. 2018年4月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月18日閲覧。
  16. ^ ab 「炭化水素の構造と命名法」パデュー大学. 2008年3月23日閲覧。
  17. ^ abc アルバーツ、ブルース、アレクサンダー・ジョンソン、ジュリアン・ルイス、マーティン・ラフ、キース・ロバーツ、ピーター・ウォルター (2002). 「細胞の化学成分」. 細胞の分子生物学. ガーランド・サイエンス.
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