周期表の金属は、ポケットの中の硬貨から家庭に電力を供給する電線に至るまで、私たちの周りにある重要な元素です。実際、周期表上のほとんどの元素は金属です。
これらは、光沢があること、熱と電気の良導体であること、可鍛性があること（壊れずに曲げたり形を整えたりできることを意味します）など、いくつかの共通の特性を共有しています。 [1]
金属と、周期表にあるさまざまな種類の金属について詳しく見てみましょう。
金属とは一体何でしょうか？
金属は、化学反応を受けると電子を失い、カチオン (正に荷電したイオン) を形成する傾向のある元素です。
しかし、なぜこのようなことが起こるか知っていますか？
これは、金属のイオン化エネルギーが低いためであり、金属原子から電子を除去するのに比較的少ないエネルギーしか必要としないことを意味します。金属原子が 1 つ以上の電子を失うと、正電荷を持つカチオンになります。
金属は、より安定した電子配置を得るために、通常は安定したオクテット(つまり、最外殻に 8 個の電子) を得るために電子を失う傾向があります。
次に、周期表で分類されるさまざまな種類の金属を見てみましょう。
アルカリ金属
アルカリ金属は、周期表上の元素のグループで、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、およびフランシウム(Fr) から構成されます。
これらは周期表の第 1 族に属し、「アルカリ金属族」としても知られています。
アルカリ金属はイオン化エネルギーが低いため非常に反応性が高く、単一の価電子を失って +1 の電荷を持つカチオンを形成する可能性が高くなります。 [2]
詳細については、 「周期表のアルカリ金属」をご覧ください。
アルカリ土類金属
アルカリ土類金属は、ベリリウム (Be)、マグネシウム (Mg)、カルシウム (Ca)、ストロンチウム (Sr)、バリウム (Ba)、ラジウム (Ra) からなる周期表の元素グループです。
これらは周期表の第 2 族に属し、「アルカリ土類金属族」としても知られています。
アルカリ土類金属はアルカリ金属よりも反応性が低いですが、それでもイオン化エネルギーが比較的低く、+2 の電荷を持つカチオンを形成する傾向があります。 [3]
詳細については、 「周期表のアルカリ土類金属」をご覧ください。
遷移金属
遷移金属は、周期表の中央に位置し、第 3 族から第 11 族までを占める金属元素のグループです (上の画像を参照)。
それらは、着色化合物を形成する能力、 複数の酸化状態、および比較的高い密度と融点によって特徴付けられます。
遷移金属は化学反応性が高いことで知られており、多くは化学反応の触媒として使用されます。また、鋼やその他の合金、エレクトロニクス、電池の製造など、さまざまな用途にも使用されています。
詳細については、「周期表の遷移金属」をご覧ください。
内部遷移金属
内部遷移金属は、周期表の下部、周期表の本体の下に位置する金属元素のグループです。
それらは 2 つのサブグループに分けられます。
- ランタノイドと
- アクチニド。
内部遷移金属の電子配置は独特で、電子が原子の f 軌道を満たしています。これにより独特の電子的および磁気的特性が得られ、さまざまな技術的用途に非常に役立ちます。
詳細については、「周期表の内部遷移金属」をご覧ください。
希土類金属
希土類元素としても知られる希土類金属は、ランタニド系列 (原子番号 57 ～ 71)、スカンジウム (Sc)、およびイットリウム (Y) を含む金属元素のグループです。
その名前にもかかわらず、レアアース金属は実際には希少ではありませんが、濃度が低く、化学的に類似しているため、鉱石から抽出するのは難しく、高価です。 [4]
ヘビーメタル
重金属は、比較的高い原子量と密度を持つ金属元素のグループです。
重金属は通常、その高密度 (一般に5 g/cm3 以上)の基準によって識別されます。
上記の周期表は、この分類に基づいてこれらの元素を視覚的に表現したものです。
詳細については、 「周期表上の重金属」をご覧ください。
まとめ
金属は、化学反応を受けると電子を失い、カチオンを形成する傾向のある元素です。これらはイオン化エネルギーが低いため、電子を失い、正に帯電したイオンになる可能性が高くなります。
周期表には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、希土類金属、重金属など、数種類の金属が含まれています。
アルカリ金属は非常に反応性が高いのに対し、アルカリ土類金属は反応性が低いです。遷移金属は、カラフルな化合物と複数の酸化状態を形成する能力で知られており、内部遷移金属は独特の電子的および磁気的特性を持っています。希土類金属は抽出が難しく高価ですが、重金属は密度が高くなります。