出産前後の痔にはご注意!

常温で液体の元素には水銀と臭素の2つがありますね。
水銀が液体であることは周期律表の諸元値から導かれるのでしょーか?
臭素が液体であることは周期律表の諸元値から導かれるのでしょーか?

A 回答 (7件)

>非金属の場合は原子番号の増加に伴って気体→(液体)→固体と変化しますが、金属の場合はこの関係は成り立たないと理解すべきなのでしょーか。


分子になるものであれば分子間力の議論になり、単体であるなら基本的に極性はないので、単に分子量を議論しているようなものです。金属であれば、分子間力ではなく、金属結合の話になるので、原子量は重要ではなく、電子配置や原子のサイズが重要になるということです。

>No.5の説明にHgは電子配置の関係で自由電子が放出しにくい(=金属結合が弱い?)とありますが、それはこの電子配置の違い(5p6 6s2 4f14 5d10)から分かるのですか?
そう解釈するのが普通なんでしょう。
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この回答へのお礼

納得です。
大変ありがとうございました。

お礼日時:2019/01/30 19:17

>水銀の左隣に金Auがあり、右隣にタリウムTIがありますね。

これも原子構造(もしくは電子配置の関係)から大雑把な説明がつくのでしょーか?
だから、その説明を前の回答で書いているつもりですけど。水銀はそれらの原子とちがい、s軌道とd軌道が完全に埋まっています。したがって、比較対象とするなら、上にあるZn(mp.419.5℃)やCd(mp. 321.1℃)です。12族の単体はいずれも融点が低く、原子番号の増加に伴って融点が低下しています。これはアルカリ金属とかと同じ傾向です。水銀の下はコペルシニウムであり、これも常温では液体ではないかと思いますが、これは天然には存在せず、人工的なものは半減期も短く、融点を測れるほどの量も製造されていないので不明です。原子が数個とか数十個しかないのであれば液体かどうかもわかりません。

12族の元素は分類上は典型元素です。なので、周期表では左右よりも上下の関連性が大きいです。
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この回答へのお礼

>12族の元素は分類上は典型元素です。なので、周期表では左右よりも上下の関連性が大きいです。

なるほどね。族ってのは縦の関係でしたね。
基本的なこと忘れてました。
でもなんだかよく分かりません。
非金属の場合は原子番号の増加に伴って気体→(液体)→固体と変化しますが、金属の場合はこの関係は成り立たないと理解すべきなのでしょーか。
なぜならCdは固体でHgが液体ですからね。
HgとCdの電子配置の違いはHgに5p6 6s2 4f14 5d10が付いていることですね。
No.5の説明にHgは電子配置の関係で自由電子が放出しにくい(=金属結合が弱い?)とありますが、それはこの電子配置の違い(5p6 6s2 4f14 5d10)から分かるのですか?

お礼日時:2019/01/30 17:07

>この情報から水銀の物性の一つである融点は導出できないとおっしゃいますか?


できないと私は認識しています。もちろん、他の金属に比べて低い理由に関しては色々な説明がありますが、融点まで正確に計算できるような理屈はないと思います。
大雑把な話として、水銀はいかにも金属っぽいですが、電子配置の関係(ここまでは周期表からわかります)で、他の金属に比べて自由に動き回れる電子(自由電子)を放出しにくいです。自由電子は金属結合の元になっており、電導性の原因ともなっていますので、それを出しにくいと言うことは、原子間の結合が弱く融点が低くなる要因になります。それと同時に、電導性も低下することになり、それは水銀の電導度が低いこと(銅の60分の1、鉄の10分の1)からもわかります。しかし、こういった考えで融点が低いことの説明ができたとしても、融点を正確に決めることまでは無理です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
さて周期表を見ると、水銀の左隣に金Auがあり、右隣にタリウムTIがありますね。
しかし金もタリウムも固体の金属であり、その中間にある水銀だけが液体なのが不思議です。これも原子構造(もしくは電子配置の関係)から大雑把な説明がつくのでしょーか?

お礼日時:2019/01/30 11:41

あなたは単位「周期律表」と書いています。

正しくは「周期表」ですけど、それはさておき、その時点で周期表を特定していません。なので回答者は一般的な周期表と考えるのが常識でしょう。一般的な周期表に書いてあるのは元素記号と原子番号、場合によっては原子量あたりまでです。

それと、あなたがリンクをつけた周期表にしても、書いてあることは原子番号、元素記号、元素名、原子量だけです。「臭素が液体」というのは臭素のところをクリックして出てくる情報であり、周期表そのものではありませんし、さらにいうなら、「臭素が液体」という時の「臭素」は元素ではなく単体の話です。実際に「単体(Br2、二臭素)は常温、常圧で液体[2](赤褐色)である」と書いてあるでしょ?

で、「周期律表の諸元値」ということになれば、その周期表の本体に書かれている「原子番号、元素記号、元素名、原子量」ということになりますが、それだけの情報で、臭素の単体が常温常圧で液体であることまではわかりません。もちろん、周期表の位置からそれがハロゲンであり、一般的な単体が2原子分子になることはわかります。水銀にしても、それが金属であることはわかります。しかし、周期表というのは。正しくは「元素の周期表」であり、決して原子や単体の周期表ではありません。なので原子量までは許容としても、単体の性質まで含むようなものではありません。

あなたが後出しジャンケン的に出してきた原子構造理論とか電子配置にしても、何のためにあるかといえば、原子(あるいは元素)の性質を理解するためであることは明らかですが、単体の融点まで正確に予測できるようなものではありません。物事の目的は常に達成されているとは限りません。化学結合理論に関しても同様です。まあ、臭素の融点や沸点は化学結合とは関係のない話ですけど。科学というものは常に発展途上であるものです。

「「なぜ」水銀や臭素が常温で液体であるのか」ということに関してはわかりませんとしか言いようがありません。もちろん、そのことに関する説明の試みはありますが、その理屈で正確に融点や沸点が予測できるものではありません。水銀にしては、他の金属元素に比べて融点が低い理由に関しては、水銀が12族の典型元素であり、原子番号の大きいアルカリ金属の融点が低いのと同様の理由で融点が低めになるという説明や、それと関連して「相対論的電子効果」なるものも提唱されています。さりとて、常温で液体であるかどうかまではわかるものではありません。さらに言うならフランシウムの融点は27℃と言われています。つまり、仮にこれの融点を理論的に予測するのであれば、7℃以内の精度で理論予測をしない限り判断できないことになりますが、そこまでの精度は無理です。
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この回答へのお礼

金属である水銀が常温で液体なのは誰しも不思議に思うことですよね。
誰しもその理由を知りたいのではないでしょーか。

化学の中に量子化学ってのがありますね。

→「量子化学(りょうしかがく、英: quantum chemistry)とは理論化学(物理化学)の一分野で、量子力学の諸原理を化学の諸問題に適用し、原子と電子の振る舞いから分子構造や物性あるいは反応性を理論的に説明づける学問分野である。」

リンクをつけた周期表から、原子軌道→Hgの順にクリックすると、水銀の原子構造が出てきます。1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10

この情報から水銀の物性の一つである融点は導出できないとおっしゃいますか?

お礼日時:2019/01/30 10:39

そもそも、「元素」というのは概念です。

なので、元素に融点や沸点なんぞありません。あなたの言うのはその元素の単体のはずです。単体ということになれば、臭素のように2原子分子になるものもあるし、ものによっては何種類かの単体が存在することもあります。なので、本来はどういった単体の話であるかに関しても特定すべきともいえます。

で、その「諸元値」ってなんですか?
それに「単体の」融点や沸点が書いてあるならそれからわかるし、書いてないならわからない。臭素は2原子分子になりますが、水銀は金属であり、全く性質や構造が違うものです。なので単純な比較はできませんし、単体の「諸元値」ならまだしも、元素の「諸元値」というのも意味不明です。

また、その「常温」に関してもたまたま地球の温度がそのあたりにあるという半ば偶然の如きもので、その温度に特別な意味はありません。たとえば、60℃以上であれば臭素は気体ですし、70℃になればカリウムは液体になります。
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この回答へのお礼

>で、その「諸元値」ってなんですか?
それに「単体の」融点や沸点が書いてあるならそれからわかるし、書いてないならわからない。

この回答には驚きましたね。
この周期律表↓には水銀や臭素が液体であるとはっきりと記されていますよ。
https://www.ptable.com/?lang=ja

ここで質問しているのは「なぜ」水銀や臭素が常温で液体であるのかです。
常温とは20℃のことです。

では訊きますが、原子構造理論は何のためにありますか?
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
イオン結合、共有結合、金属結合など化学結合理論は何のためにありますか?
量子化学は何のためにありますか?
周期律表は何のためにありますか?

お礼日時:2019/01/30 05:18

「周期律表の諸元値」としてなにがかかれているかによる.

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この回答へのお礼

この回答には驚きましたね。
この周期律表↓には水銀や臭素が液体であるとはっきりと記されていますよ。
https://www.ptable.com/?lang=ja

ここで質問しているのは「なぜ」水銀や臭素が常温で液体であるのかです。
常温とは20℃のことです。

では訊きますが、原子構造理論は何のためにありますか?
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
イオン結合、共有結合、金属結合など化学結合理論は何のためにありますか?
量子化学は何のためにありますか?
周期律表は何のためにありますか?

お礼日時:2019/01/30 05:19

周期表には非常に種類が多いのでそう訊かれても答えづらいです。

ですが普通分りませんね。諸元値に密度が書いてあればわかるかも。
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この回答へのお礼

この回答には驚きましたね。
この周期律表↓には水銀や臭素が液体であるとはっきりと記されていますよ。
https://www.ptable.com/?lang=ja

ここで質問しているのは「なぜ」水銀や臭素が常温で液体であるのかです。
常温とは20℃のことです。

では訊きますが、原子構造理論は何のためにありますか?
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
イオン結合、共有結合、金属結合など化学結合理論は何のためにありますか?
量子化学は何のためにありますか?
周期律表は何のためにありますか?

お礼日時:2019/01/30 05:19

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P Vb /T0=nR__⑧
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シャルルの法則により、Vb/ T0= V/Tとなる。これを⑧に入れると、式⑨となる。
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PV/T=nR__①
この式を理想気体の気体方程式という。nが一定のとき、式の右辺は一定なので、昔は、PV/T=一定を
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