硫黄は金属ですか？ (+ 知っておくべき 3 つの興味深い事実)

いいえ、硫黄は金属ではありません。硫黄は非金属です。高い導電性、展性、光沢などの金属の典型的な特性を備えていません。その代わりに、硫黄は脆く、電気伝導率が低く、熱や電気の伝導性が低いなどの非金属特性を示します。

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。

なぜ硫黄は非金属なのでしょうか?

硫黄は、その物理的および化学的特性により非金属として分類されます。非金属は一般に融点と沸点が低く、熱と電気の伝導性に乏しく、化学反応を受けるとマイナスイオンを形成する傾向があります。硫黄は非金属のカテゴリーに分類される次のような特徴を持っています。

物理的には、硫黄は室温では黄色のもろい固体です。融点は摂氏 115.21 度 (華氏 239.38 度) と比較的低く、沸点は摂氏 444.6 度 (華氏 832.3 度) です。これらの低い融点と沸点は非金属の典型的な特徴であり、非金属には金属原子を結合する強力な金属結合が欠けており、その結果分子間力が弱くなります。

化学的には、硫黄は他の元素と反応するときに電子を得る傾向があります。最外側のエネルギー準位には 6 つの価電子があり、安定した希ガスの電子配置を実現するために 2 つ少ない電子があります。硫黄は 2 つの電子を獲得することで、希ガスのアルゴンと同様の安定した配置を実現できます。電子を獲得してマイナスイオンを形成するこの傾向は、非金属の一般的な特性です。

さらに、硫黄は熱と電気の伝導率が低いです。非金属は一般に、金属内で熱や電気を伝導する自由電子を持っていません。その代わりに、非金属の電子はそれぞれの原子に強く結合しているため、電荷の移動や輸送が困難になります。

全体として、硫黄はその物理的特性、化学的挙動、および導電率に基づいて、非金属の典型的な特性を示します。これらの特性は、融点と沸点が高く、熱と電気の良好な伝導体であり、化学反応で陽イオンを形成する傾向がある金属とは異なります。

硫黄の非金属特性

硫黄が示す主要な非金属特性をいくつか紹介します。

• 低い融点と沸点:硫黄の融点は 115.21°C (239.38°F) と比較的低く、沸点は 444.6°C (832.3°F) です。これは非金属に特有の現象です。非金属には強い金属結合がないため、分子間力が弱くなり、ある状態から別の状態に破壊して遷移するのに必要なエネルギーが少なくなります。
• 壊れやすい固体の形態:硫黄は室温では壊れやすい固体として存在します。非金属は共有結合または分子結合を持つ構造を持つ傾向があり、その結果、金属に見られる広範な金属ネットワークが欠如します。この分子配置は、硫黄のような非金属で観察される脆さに寄与します。
• 電気伝導性が低い:硫黄は電気を通しにくいです。非金属には、効率的な電子の流れを可能にする自由電子がありません。硫黄では、強く結合した電子は、動き回って電荷を運ぶことが容易ではありません。
• 熱伝導率が低い:硫黄は熱伝導率が低いです。非金属には一般に、効率的な熱伝達に関与する金属に見られる非局在化電子が欠けています。その結果、硫黄は効率的に熱を伝導したり伝達したりすることができなくなります。
• 電子を獲得する傾向:硫黄はその最外エネルギー準位に 6 つの価電子を持ち、化学反応中に電子を獲得する傾向があります。この特性は非金属で一般的に観察され、追加の電子を獲得することで希ガスと同様の安定した電子配置を達成しようとします。
• マイナスイオンの生成:硫黄が反応すると、通常、マイナスイオンが生成されます。硫黄は電子を獲得することで安定した電子配置を実現できます。これは非金属に共通するもう 1 つの特性です。

これらの特性は、硫黄が金属とは異なる特性を示すため、硫黄をまとめて非金属として分類します。

硫黄は他の元素と金属結合を形成できますか?

いいえ、硫黄は通常、他の元素と金属結合を形成しません。金属結合は、金属原子が非局在化電子の「海」の中で価電子を共有し、格子状の構造を形成するときに発生します。この電子の共有により、金属は高い熱伝導率と電気伝導率、さらに展性と延性を得ることができます。

一方、硫黄は非金属であり、金属結合に必要な特性を持っていません。非金属は、原子が電子を共有して安定した電子配置を達成する共有結合を形成する傾向があります。

硫黄は一般に、電子を共有することによって他の非金属または半金属と共有結合を形成します。これにより、金属結合の特徴である拡張されたネットワーク構造ではなく、分子または化合物の形成が生じます。

したがって、硫黄は他の元素と化学結合を形成する可能性がありますが、これらの結合は通常、本質的に金属結合ではなく共有結合です。

硫黄は他の非金属とどう違うのですか?

硫黄には、他の非金属とは異なるいくつかの独特の特徴があります。硫黄と他の非金属元素の違いは次のとおりです。

• 外観:硫黄は独特の黄色で知られており、元素の形で明るい黄色の固体として存在することがよくあります。これにより、さまざまな色や無色の他の多くの非金属と視覚的に区別できます。
• 同素体:硫黄には複数の同素体があり、異なる分子構造を持つ異なる形態で存在できることを意味します。最も一般的な同素体は S8 で、8 つの硫黄原子がリング状構造に配置されています。異なる分子構造を形成するこの能力により、硫黄は、同素体の数が少ない、または異なるタイプの分子配列を示す他の非金属と区別されます。
• 臭い:硫黄はその独特の臭いでよく知られており、腐った卵の臭いに似ているとよく言われます。この臭いは、硫黄によって形成される化合物である硫化水素 (H ₂ S) の存在によるものです。硫黄は、他の非金属と比べて、独特の臭気により、感覚的に区別されます。
• 産業用途:硫黄には重要な産業用途があります。最も広く使用されている工業用化学薬品の 1 つである硫酸の製造に使用されます。硫黄は、さまざまな化学薬品、肥料の製造、ゴムの加硫プロセスにも使用されます。この産業上の重要性により、硫黄は、広範な産業用途を持たない他の非金属とは区別されます。
• 生物学的重要性:硫黄は生物にとって必須の元素です。これは、タンパク質の構成要素であるいくつかのアミノ酸の構成要素です。硫黄は酵素やビタミンの構造と機能にも関与しています。この生物学的重要性により、硫黄は生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たさない可能性がある他の非金属とは区別されます。

参考文献

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アルミニウムは金属、非金属、または半金属ですか?
鉛は遷移金属ですか?
亜鉛は遷移金属ですか?
銅は遷移金属ですか?