5つの金属と5つの非金属

金属と非金属は、大きく反対の物理化学的特性を持つ化学元素の 2 つの一般的なクラスです。周期表の化学元素の大部分は金属元素ですが、非金属は地球上での生命の出現を可能にした、より豊かで多様な化学を持っています。実際、有機化合物を構成するほとんどすべての元素は非金属であり、非常に特殊な例外がいくつかあります。

金属とは？

金属は、s ブロック元素 (水素を除く)、d ブロック元素 (遷移金属)、f ブロック元素 (希土類または内部遷移元素)、および一部の重い p ブロック元素で構成される化学元素です。それらは、ほとんどの場合、高融点の高密度の固体要素であり、電気を通し、特徴的な明るさを持っているという特徴があります。

これらの要素は、機械的耐性が高いため、建設から骨インプラントの製造に至るまで、多数の用途で広く使用されています。

金属の性質

金属の最も優れた特性のいくつかは次のとおりです。

• それらは良好な電気伝導体および熱伝導体です。
• 水銀を除いて、通常の温度と圧力の条件下ではすべて固体です。
• 一般に、それらは高い融点と沸点を持っています。
• アルカリ金属のように反応性が高く、水と激しく反応するものもあれば、金やその他の貴金属のように化学的に不活性なものもあります。
• 金属の原子は、金属結合によって結合されています。
• それらは酸素と反応して塩基性酸化物を形成します。
• それらは陽性元素であり、電子を失う傾向があり、正に帯電したイオンまたは陽イオンを形成する傾向があります。
• そのほとんどは延性があります。つまり、それらは壊れることなく細い糸やワイヤーに形作られ、引き伸ばされます。
• 多くは展性があります。つまり、薄い板やシートに伸ばすことができます。

非金属とは？

非金属は、周期表の右上隅にある元素です。それらはpeブロックの最も軽い元素であり、ハロゲン、カルコゲン、希ガスなどのグループの元素が含まれています。前述したように、非金属は有機物の主成分であり、生命の存在に欠かせない元素です。

非金属の性質

非金属の性質は非常に多様です。実際、それらは金属の特性よりもはるかに多様です。金属はほとんどすべて高融点の固体ですが、非金属の中には、存在する最低および最高の融点を持つ元素があり、固体、液体、気体の状態で見つけることができます。たとえば、非金属であるヘリウムの沸点は最も低く、-272 °C (1 K) です。一方、カーボングラファイトの融点は 3,550 °C、沸点はほぼ 5,000 °C です。

ただし、ほとんどの非金属に共通するいくつかの特性を挙げることができます。

• それらは熱および電気伝導体が貧弱です。
• それらは、通常の温度と圧力の条件下で、固体、液体、気体の状態で見られます。
• それらは、互いに結合すると、共有結合または極性共有結合を形成する傾向があります。
• それらは個別の分子を形成しますが、共有結合の固体を形成するものもあります。
• それらは電気陰性元素であるため、電子を捕獲する傾向があり、負に帯電したイオンまたは陰イオンになります。
• それらは酸素と反応して酸性酸化物を形成する傾向があります。

5つの金属元素のリスト

ナトリウム (Na)

ナトリウムは、周期表の元素 11 です。これは、最も一般的なアルカリ金属の 1 つであり、一般的な食卓塩を含む、さまざまな有機および無機塩の一部です。水と激しく反応して強塩基である水酸化ナトリウムを形成する非常に活性な元素です。

鉄（Fe）

周期表の元素 26 であり、人類が発見した最初の金属の 1 つです。地球の地殻で 4 番目に豊富な元素ですが、最も多く抽出または採掘された元素 (金属と非金属の両方を数えます) であり、人類が最も多く使用している金属です。純粋な状態でも、他の元素と混合して非常に異なる特性を持つ合金を形成する場合でも、数え切れないほどの用途に使用されます。

アルミニウム (Al)

アルミニウムは、建設や電気伝導から自動車、飛行機、食品容器の製造に至るまで、数え切れないほどの用途で使用されるもう 1 つの金属です。地殻に最も多く存在する金属で、原子番号は 13 です。

金（金）

ゴールドは、最もよく知られている貴金属の 1 つです。地球の地殻の 0.0000004% しか占めていない、非常に少量の元素です。ゴールドは高貴で、非常に不活性なステンレス製で、非常に柔らかく可鍛性のある金属で、何千年もの間、あらゆる種類の高級ジュエリーを作るために使用されてきました。今日では、あらゆる種類の電子機器の電気接点の製造にも使用されています。

銅 (Cu)

銅は周期表の元素番号29です。特徴的な赤みを帯びた色を持つ遷移金属であり、電気と熱の最もよく知られた伝導体の 1 つです。電気伝導率と熱伝導率でこれを上回るのは銀だけですが、価格が安いため、あらゆるタイプの電気回路で最も普及している材料の 1 つになっています。

5つの非金属元素のリスト

カーボン（C）

炭素は生命の基本要素です。それはすべての有機化学化合物の主要な要素を表し、このクラスのすべての化合物の主鎖または骨格を形成します。それは、ユニークで根本的に異なる特性を持ついくつかの天然同素体で発生します。グラファイトは非常に柔らかい黒色の固体であり、電気の優れた伝導体ですが、元素炭素の他の最も一般的な形態であるダイヤモンドは、最も硬い既知の材料である固体の共有結合結晶で構成されています。これらの結晶は、優れた熱および電気絶縁体でもあります。

窒素 (N)

窒素元素は、二原子分子 (N ₂ ) によって形成される気体であり、地球の大気の主成分です。それは生命にとって不可欠な要素です。炭素、水素、酸素とともに、DNA、RNA、およびタンパク質を構成するアミノ酸の構成要素を形成します。周期表の7番目の元素で、15族の最初の元素です。

酸素 (O)

窒素の直前に位置し、原子番号 6 の酸素は、地球の地殻で最も豊富な元素です。実際、酸素だけで地球の地殻の質量のほぼ半分を占めています。これは、それを構成する他のほとんどすべての元素と関連しているからです。これは、金属と非金属の両方と化合物を形成する独自の能力によるものです。

水素 (H)

水素は周期表で最も軽い元素です。それは原子番号1を持ち、単一の電子に囲まれた単一の陽子で構成されています。自然状態では、酸素の存在下で燃焼して水を形成する二原子ガスの形をしています。水素の用途と用途は非常に多様で、多くの産業をカバーしています。これらの用途には、炭化水素やその他の不飽和有機化合物の接触水素化における化学試薬としての使用、電気自動車の燃料としての使用、およびいくつかのタイプの宇宙ロケットの推進剤としての使用が含まれます。

フッ素（F）

フッ素は、周期表で最も電気陰性度の高い元素として特徴付けられています。周期表の元素 9 で、ハロゲン グループの中で最も軽いです。元素状態では、非常に刺激性があり有毒な緑色から黄色の二原子ガスです。さらに、それは非常に反応性の高いガスであり、さまざまな化合物を酸化することができます。

元素が金属か非金属かを認識する方法は?

元素が金属であるか非金属であるかを識別する最も簡単な方法は、周期表で見つけることです。それらがブロック s, dof にある場合、それは確実に金属です。ただし、このブロックには非金属と一部の金属の両方が含まれているため、要素が p ブロックに含まれている場合は疑問が生じる可能性があります。

両者を区別する最も簡単な方法は、金属と非金属 (メタロイドまたは半金属) を区別する元素の名前を学ぶことです。これらの要素は、金属と非金属を明確に区別する対角線に似たものを形成し、次のとおりです。

• ボロン
• ケイ素
• ゲルマニウム
• 砒素
• アンチモン
• テルライド
• ポロニウム

これらの 7 つの要素の下または左にあるものは金属であり、右または上にあるものは非金属です。

最後に、p ブロックの最も重い元素、つまりニホニウム (Nh)、フレロビウム (Fl)、ムスコビウム (Mc)、リバモリウム (Lv)、テネソ (Ts)、およびオガネソン (Og ) は合成であることに注意する必要があります。物理的および化学的性質が実質的に不明な元素であるため、金属、非金属、半金属に分類することはできません。

参考文献

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