なぜ周期表は縦に元素が似るんですか?教えてください!

A 回答 (5件)

最外殻電子の数というか、やはり、電子軌道ですかね。

s軌道に関わるもの、p軌道に関わるもの、d軌道に関わるもの、f軌道に関わるもの。
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もうひとつ歴史的というか根本的な理由があります。


もともと周期表というものが、性質の似た元素を縦に並べることで作られたというものだからです。
(メンデレーエフの考案時は横に並べたらしい)
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No.1, No. 2様がおっしゃっているとおり、最外殻電子(価電子)の数が縦(=族)ごとに一致しているから、というのが一番ストレートな説明だと思います。


化学結合の形成においては、価電子が結合形成の大部分の役目を果たしていますから。

加えると、周期表は基本的に右に行くほど元素の陰性が高まる、左に行くほど陽性が高まる、といった電気的な性質が似ていることもあると思います。これは原子核の陽子数とまわりをまわっている電子の数の兼ね合いというところが大きいと思います。この辺は高校化学のちょっとレベルの高い参考書にも書いてあります。

ちなみに遷移金属は典型元素に比べて、縦の類似性が低いと言われますが、実際にはそんなことは無くて、やはり典型元素同様に縦の類似性はかなりあります。
例えば、4族金属であるチタンとジルコニウムの作る錯体は構造・電子的性質ともに類似しています。
また、真ん中あたりにいる鉄・ルテニウム・オスミウムも、電気化学的な性質や錯体の構造的な性質はかなり近いものがあります。
これも、最外殻電子(典型元素と違ってd電子ですが)の数と原子軌道の形が似ているからと言えます。

上述した4族金属の錯体を見てみますと、14族元素(炭素とかケイ素)に似たところがあります。
R4M(R=アルキル、アリール基;M=C, Si, Ti, Zr)といった似た形の化合物が実際にあります。
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No.1の方の言葉が、いちばんストレートな答えですね。



「アルカリ金属」「アルカリ土類金属」「ハロゲン」「希ガス」という言葉を耳にしたことがあると思いますが、
これらの性質は、最外殻の電子数によって生じています。
(いちばんわかりやすいものが「希ガス」です。彼らは最外殻の電子が閉殻構造をとるために単原子で存在し、非常に安定です)

周期表の縦は、最外殻の電子数でまとめてあるので、
縦に並んだ元素の性質が似る、というわけです。

ただ、遷移金属(周期表の真ん中の3段とか4段のところ)が絡んでくると、私もこの回答には自信がもてません…ごめんなさい。
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最外殻電子の数が同じだからという事ではないでしょうか…。

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よい席から順に埋まっていく。

・観客が1名の場合、S席に1人。(水素)
・2名の場合、S席がちょうど埋まる。(ヘリウム) → 不活性ガス(極めて安定)

・3名の場合、A席に1人。(リチウム)
・4名の場合、A席に2人。(ベリリウム)
・5名の場合、A席に3人。(ホウ素)
・6名の場合、A席に4人。(炭素)
・7名の場合、A席に5人。(窒素)
・8名の場合、A席に6人。(酸素)
・9名の場合、A席に7人。(フッ素)
・10名の場合、A席がちょうど埋まる。(ネオン) → 不活性ガス(極めて安定)

・11名の場合、B席に1人。(ナトリウム)
・12名の場合、B席に2人。(マグネシウム)
・・・・・
・16名の場合、B席に6人。(ケイ素)
・17名の場合、B席に7人。(塩素)
・18名の場合、B席がちょうど埋まる。(アルゴン) → 不活性ガス(極めて安定)



上記で言う「観客」とは軌道電子、要は、原子を構成する電子のことです。
また、S席、A席、B席というのは、いわゆる、K殻、L殻、M殻と呼ばれるものです。
・S席は、1s軌道2つ
・A席は、2s軌道2つと2p軌道6つの合計8つ
・B席は、3s軌道2つと3p軌道6つの合計8つ

原子を外から見ると、最も外側の電子しか見えないので、
外側の席の電子の数が、その原子の化学的性質を決めます。

リチウムやナトリウムは、外側に電子が1つなので、外側に電子の空席が少しだけある元素と激しく反応します。
フッ素や塩素は、外側に電子の空席が1つあるので、外側に電子が少しだけ余っている元素と激しく反応します。
たとえば、ナトリウムと塩素は激しく反応するというわけです。
反応した結果、お互いの「出っ張り」と「へこみ」が相殺され、安定となります。

元々余りがない希ガスは、そのままで極めて安定です。

・S席は、1s軌道2つ
・A席は、2s軌道2つと2p軌道6つの合計8つ
・B席は、3s軌道2つと3p軌道6つの合計8つ



次に、C席とD席なのですが、
C席は、すべてD席より優先順位が高いわけではありません。
C席は、3d軌道10個
D席は、4s軌道2つ
なのですが、
C席よりもD席のほうが先に埋まり、その次にC席が埋まる、というようなことが発生します。
(詳細は、下記の「基底状態の電子配置表」の章を参照)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E9%85%8D%E7%BD%AE

ですから、元素の性質の周期性と原子番号との関係が崩れ、
その結果、周期表に「空き」が生じるというわけです。


ご参考になりましたら幸いです。

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・4名の場合、A席に2人。(ベリリウム)
・5名の場合、A席に3人。(ホウ素)
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Q導電性インク(銅、銀ペースト)の樹脂について

 導電性インク(銅、銀ペースト)に一般的に使用されている樹脂は具体的に何がありますか?

 インターネットで調べてみてもビニール樹脂とか抽象的なものしか出ていなかったので・・・

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黒鉛インク
塩ビ系樹脂 フェノール系樹脂 ポリエステル系樹脂 ポリウレタン系樹脂 

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ポリエステル系樹脂

いろいろあるようです。
詳細は下記URLをご覧になってください。
質問も受け付けるそうです。

http://www.moritex.co.jp/zigyo/pdf/d/zigyo_d026.pdf

参考URL:http://www.moritex.co.jp/zigyo/pdf/d/zigyo_d026.pdf

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Aベストアンサー

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★1A、2Bじゃありません!!必ずローマ数字で、ⅠA、ⅡBと書きます。
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 ⇒元素の族 - Wikipedia( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%83%E7%B4%A0%E3%81%AE%E6%97%8F )
 ⇒周期表 - Wikipedia( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%91%A8%E6%9C%9F%E8%A1%A8 )


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