Tabla de Contenidos
現代の周期表を見た人は、ほとんどの場合非常にカラフルであることに気付くでしょう。また、複数のテーブルを相互に比較すると、色が異なっていても、常に同じパターンに従っていることに気付くでしょう。これは、周期表が色分けされており、互いに物理的または化学的性質を共有する原子が同じ色を共有しているためです。この色は、異なる挙動を示す他の原子の色とは異なります。
次のセクションでは、周期表の元素が色分けされている理由と、このコーディングの重要性について説明します。しかし、この議論にもっと文脈を与えるために、化学と科学全般における周期表の重要性について簡単なコメントから始めましょう.
周期表の重要性
周期表は、化学者が持っている最も重要なツールの 1 つです。これは、物質全般、特に化学元素の組成と特性に関する何世紀にもわたる科学的研究の集大成と要約を表しています。
ロシアの化学者ドミトリ・メンデレーエフが1869 年に周期表のモデルを提案して以来、新しい元素の発見または合成によって完成され、今日では原子番号順に並べられた 118 の異なる元素の表ができています。 .
元素が周期表に配置される方法により、元素の物理的および化学的特性のほとんどを、そのグループの他のメンバーと比較して確実に予測することができます。有効核電荷、共通原子価、原子およびイオン半径、イオン化エネルギー、電子親和力などの多くの特性は、グループまたは期間にわたって予測どおりに変化します。この情報は、ある元素が別の元素と結合したときに形成される化学化合物のタイプを予測するのに非常に役立ちます。また、それらの間で形成される化学結合のタイプを予測するのにも役立ちます。
周期表が色分けされているのはなぜですか?
各要素に関して私たちが今日所有している情報の量は非常に多く、このすべての情報を 1 cm 2以下の小さなボックスに圧縮することは非現実的であり、不可能ですらあります。このため、同じスペースにより多くの情報を組み込むことができるように、情報をエンコードする創造的な方法を見つける必要があります。カラー コードを使用することは、これを実現するための最も簡単で視覚的に効果的な方法の 1 つです。
周期表で元素はどのように色分けされていますか?
周期表を色分けするには、さまざまな方法があります。要素の物理的特性と金属特性に基づくものもあれば、属している元素の族またはグループに基づくものもあれば、電気陰性度などの周期的特性の値に関連するものもあります。周期表を色分けする一般的な方法をいくつか紹介します。
メタリック文字コーディング
周期表をコード化する最も一般的な方法は、さまざまな元素の金属特性に基づいています。この基準によれば、元素は金属、非金属、半金属、希ガスに大まかに分類されますが、これらの大きなグループ内で細分化することもできます。次の表は、さまざまな色を使用して強調表示されたこの下位区分を示しています。
ちなみに、最も一般的なこの色分けでは、11 の異なる色に気付くことができます。この特定のコーディングでは、厳密に必要というわけではありませんが、金属性の高い要素には暖色が割り当てられ、金属性の低い要素には寒色が割り当てられます。
凡例に見られるように、元素のオレンジ色のグループはアルカリ金属に対応し、その右側の元素はアルカリ土類に対応し、中央のブロックの元素は 遷移金属または d ブロック元素と呼ばれます (青色で示されるように)上の図の左下にある小さな 周期表型の挿入図のブロック)。
周期表の 2 つの別々の行の元素は、薄緑の色合いが異なり、内部の遷移金属 (挿入図の黄色のブロックで示されているように、希土類または f ブロック元素とも呼ばれます) に対応しています。
一方、遷移金属の右側にある濃い黄色の要素は、p ブロック金属です。深緑色の元素は、金属と非金属の両方の性質を持つ元素で、半金属または半金属と呼ばれています。紫色のものは非金属に対応し、ピンク色のものはハロゲンに対応します (これも非金属ですが、この表では別々に識別されています)。
最後に、青い元素のグループは希ガスに対応し、灰色の元素は特性が不明な合成元素であるため、他のグループのいずれにも分類できません。
ブロックエンコーディング
次の図に示すように、一部の周期表は、色が各元素が属するブロックを表すようにコード化されています。
この場合、コードは、最も外側の価電子が見つかった軌道またはサブシェルのタイプの認識を容易にしようとします。言い換えれば、それは、要素の電子配置を満たす最後の電子が見つかる最後のサブレベル (したがって、二次量子数) を示します。基底状態の原子が電子を配置するサブレベルは 4 つしかなく、それは s、p、d、および f サブレベルであり、4 つのそれぞれの同名ブロックを生じさせます。
したがって、周期表の最初の 2 つのグループ (アルカリおよびアルカリ土類金属) と水素およびヘリウムは、周期表の s ブロック (濃いオレンジ色の要素) を構成します。そして、13族から18族（ヘリウムを含まない）を構成する黄色に着色された元素は、pブロック（黄色に着色されたブロック）に対応します。
中央のブロック要素は、d ブロック要素 (部分的に満たされた d 軌道でイオンを容易に形成する do 軌道を満たしている) に対応し、最後に、ランタニドと アクチニド(緑色) が内部遷移金属の f ブロックを形成します。先に述べた。
要素のグループまたはファミリーによるコーディング
要素をコーディングするもう 1 つの比較的一般的な方法は、要素が属するグループのみを重要視することです。これらのグループは、多くの場合、要素のファミリーと呼ばれ、同じまたは類似の原子価シェル構成を持つことによって特徴付けられます。次の周期表はこのエンコードを示しており、凡例は各族の名前を示しています。遷移金属の場合、族はそれぞれの族の最初の元素にちなんで命名されています。
電気陰性度コーディング
上記の色のグループに加えて、特定の周期表の中には、物理的または化学的な周期特性を表すスケールに調整された色コードを使用するものがあります。これは、以下に示す電気陰性度の周期表の場合です。
このような場合、通常、特定の色が問題のプロパティの各値 (この場合は電気陰性度) または値の各範囲に割り当てられます。色は (この画像の場合のように) 任意にすることも、エンコードしようとしているプロパティの数学関数を使用して割り当てることもできます。
たとえば、単一の色を割り当て、電気陰性度の値に基づいて色相を変化させることができるため、色を見るだけで、電気陰性度が高い元素と低い元素がわかります。
参考文献
411の答え。（nd）。色分けされた周期表とは何ですか? 411ANSWERS.COM。https://en.411answers.com/a/what-is-a-color-coded-periodic-table.html
チャン、R. (2012)。化学（第11版）。マグロウヒル教育。
組織要素 (2022 年 3 月 13 日)。要素の周期表。https://elementos.org.es/tabla-periodica
Hernández, L. (2012 年 8 月 25 日)。周期表の色に注意してください。科学オンライン。https://www.cienciaonline.com/2012/08/25/cuidado-con-los-colores-de-la-tabla-periodica/
レ・カナリス。（nd）。周期表が色分けされているのはなぜですか? https://us.leskanaris.com/2735-what-is-the-importance-of-color-on-the-periodic-tabl.html
リトル・イズ。(2021 年 7 月 14 日)。元素の周期表の色。Proco.es。https://proco.es/arte-y-diseno/colores-de-la-tabla-periodica-de-los-elementos/
