いいえ、水素は金属ではありません。非金属です。周期表のアルカリ金属と同じ列に配置されることもありますが、アルカリ金属はすべて金属ですが、水素はそれらとは大きく異なる挙動をします。
まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。
それでは早速本題に入りましょう。
なぜ水素は非金属なのでしょうか?
水素は非金属の多くの特性を備えているため、非金属です。たとえば、それは室温では気体であり、熱や電気の伝導体ではなく、他の元素と共有結合を形成します。
また、水素は比較的高いイオン化エネルギーを持っており、電子を失いにくいことを意味します。
これは、一般に高いイオン化エネルギーを持ち、電子を失ってカチオンを形成する金属とは異なります。
以下に、金属よりも非金属に特徴的な水素の特性をいくつか示します。
- 水素は室温では気体ですが、ほとんどの金属は固体です。
- 水素は熱や電気の良導体ではありませんが、ほとんどの金属は良導体です。
- 水素は他の元素と共有結合を形成しますが、金属は一般にイオン結合を形成します。
- 水素は比較的高いイオン化エネルギーを持っていますが、金属は一般に低いイオン化エネルギーを持っています。
これらの特性に基づいて、水素は非金属として分類されます。
なぜ水素はかつて金属として分類されていたのでしょうか?
水素はかつて金属として分類されていましたが、それは金属の性質の一部を持っていると考えられていたからです。たとえば、水素は室温では気体ですが、非常に低い温度では液化し、さらには固体になることがあります。
化学の初期には、科学者は今日私たちが持っているツールや知識を持っていませんでした。
彼らは水素の性質を観察することはできましたが、その性質の根底にある理由を完全には理解していませんでした。
その結果、他の金属との類似性に基づいて水素を金属として分類しました。
今日、私たちは水素が金属ではないことを知っています。金属よりも非金属と共通の特性が多いため、非金属です。
しかし、これまでの水素の金属としての分類は、その時点で入手可能な最良の情報に基づいていました。
水素の非金属の性質
水素の非金属特性のいくつかを以下に示します。
- 水素は室温では気体です。
- 水素は熱や電気の良導体ではありません。
- 水素は他の元素と共有結合を形成します。
- 水素は比較的高いイオン化エネルギーを持っています。
- 水素は明るくありません。
- 水素には可鍛性も延性もありません。
- 水素は音の良導体ではありません。
これらの特性はすべて非金属の特性です。
たとえば、ほとんどの非金属は室温で気体であり、熱や電気の良導体ではなく、共有結合を形成します。水素はこれらの特性をすべて備えているため、非金属として分類されます。
水素には金属の特徴でもある特定の特性があることに注意することが重要です。
たとえば、水素は非常に低い温度で液化したり、固体になったりすることがあります。
ただし、これらの特性は、水素では金属ほど顕著ではありません。その結果、水素は非金属として分類されます。
水素にはない金属特性
水素に欠けている金属特性のいくつかを以下に示します。
- 高い輝き。金属は一般に光沢が高く、光をよく反射します。水素は光沢がなく、くすんで見えます。
- 高密度。金属は一般に密度が高く、そのサイズの割に重いことを意味します。水素は密度が低く、非常に軽いです。
- 熱や電気の伝導性が良い。金属は熱と電気の良導体です。水素は熱と電気の伝導率が低いです。
- 展性と延性。金属は可鍛性と延性があるため、ハンマーで叩いたり、薄いシートに丸めたり、ワイヤーに伸ばしたりすることができます。水素には可鍛性も延性もありません。
- 融点と沸点が高い。金属は一般に高い融点と沸点を持っています。水素は融点も沸点も低いです。
これらは、水素にはない金属特性のほんの一部です。その結果、水素は非金属として分類されます。
水素はアルカリ金属とどう違うのですか?
水素は、外殻に 1 つの電子を持っているという点でアルカリ金属と似ています。ただし、水素はいくつかの点でアルカリ金属とは異なります。
- 水素は室温で気体ですが、アルカリ金属は固体です。
- 水素は熱と電気の伝導性が悪いのに対し、アルカリ金属は伝導性が良いです。
- 水素は他の元素と共有結合を形成しますが、アルカリ金属は一般にイオン結合を形成します。
- 水素は比較的高いイオン化エネルギーを持っていますが、アルカリ金属は低いイオン化エネルギーを持っています。
これらの違いに基づいて、水素は非金属として分類され、アルカリ金属は金属として分類されます。
以下は、水素とアルカリ金属の違いをまとめた表です。
| 財産 | 水素 | アルカリ金属 |
| 室温での状態 | ガス | 固体 |
| 熱と電気の伝導率 | 貧しい | 良い |
| 債券の種類 | 共有結合性 | イオン性 |
| イオン化エネルギー | 高い | 弱い |
| 分類 | 非金属 | 金属 |