周期表

元素の周期表は１族～１８族あるのはなぜですか？原子の電子配置による説明お願いします。

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2006/06/12 20:13

ぶっちゃけ「今のところ 18個で十分だから」なんですが, こういうのって, 歴史的な話もありますからね～.

まず, メンデレーエフが最初に提案したのは 1族～8族までの, いわゆる「短周期」というやつ. 後に希ガスが発見されて 0族が追加されます.
ところが典型元素と遷移元素では性質がかなり違うため, 各族の元素を A/B にわけた周期表が出てきます. ちょっと古いやつだけど, 基本的には今と同じ「長周期」の周期表. 最初は IA～VIIA, VIII, IB～VIIB, 0 という分け方. ただ, この IA～VIIA, IB～VIIB というのがアメリカとヨーロッパで異なっていたためややこしくなり, 結局 IUPAC で今のように 1～18族と書くように決めました.
なお, 今の長周期の表でもランタノイドとかアクチノイドは欄外に追いやられてますが, これも本来の位置に取り込んだ「超長周期」の周期表もあることはあります. あまりメジャーじゃないですけど.
5g ブロック元素が作られたら, さらに長くなるのかなぁ....

No.3 回答者： sak_sak 回答日時： 2006/06/11 01:05

質問者様が高校生の場合の回答…M殻に入れる電子の数が18個だからです。

質問者様が大学生の場合の回答…主量子数n=3である原子軌道の種類が18種類ある(スピンも含めて)からです。

なぜM殻やn=3なのかと言うと、K殻やn=4の元素の発見がだいぶ最近だからです。

この回答へのお礼

ありがとうございます、スピンもふくめるのですね。

お礼日時：2006/06/11 22:53

No.2 回答者： w-palace 回答日時： 2006/06/10 22:32

周期表の中の3族から１２族は遷移金属（１２族は違うとする考え方もありますが）であり、それら以外とは別個に考えたほうが良いでしょう。

これらを除く族（すなわち、１，２、１３～１８族)においては、最外殻の電子数が同じになっています。この最外殻の電子数が元素の化学的性質に大きな影響を及ぼします。したがって、同じ族の元素はある程度類似した化学的を有しています。
一方で、遷移金属においては、最外殻というよりも内部の電子殻の電子数が変化しているために、化学的性質の差は少なく、族が異なっても類似した性質を有しています。
周期表の下の欄外に書かれている元素については、化学的性質はきわめてよく似ています。

どういう理由で、こういった数で化学的性質の類似性、すなわち、周期律が繰り返されるかということは、「量子力学」という学問分野で説明されますが、それを簡潔に説明するのは困難です。

No.1 回答者： maimi09 回答日時： 2006/06/10 22:14

高校の科学の先生は学生時代に原子力を勉強してきた人なのですが・・・

先生曰く「元素の特徴を分類したら、１族～１８族にたまたま分類できただけ」だそうです。

縦方向つまり族は似たような特徴をもっており、たいていの場合は電子軌道の空いている数が同じというのが味噌です。
例えば半導体はC,Si,Ge等ありますが、これらは４価であります。