元素と周期律表
原子の性質を決めるもの
陽子の数(=原子番号)・・・電子の数
電子配置
電子はいくつかの電子殻を埋めるように配置される
K殻、L殻、M殻、・・・。それぞれ定員がある。内側から埋めていく。
*厳密にはうまくいかない場合がある。電子軌道はいくつかの組み合わせ。
最外殻電子(価電子)が重要 同じ数だと原子の性質が類似する・・・周期表(周期律)
ナトリウムとリチウム、カリウム、・・・。
課題:
電子配置から性質が類似すると思われる元素を選べ。1)Mg 2)Cl 3)O
1997.5.1実施
・・・
原子と電子配置
安定な電子配置 …希ガスの電子配置:He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn
K L M N O P殻
He 2 8
Ne 2 8 8
Ar 2 8 18 8
Kr 2 8 18 18 8
Xe 2 8 18 32 8
Rn 2 8 18 32 18 8
Na 2:8:1
閉殻…それぞれの電子殻の最大収容数の電子が軌道を埋めた状態。
希ガスの特徴…きわめて安定な電子配置
=電子のやりとりをほとんどできない…単原子分子気体
イオンの定義
イオン化エネルギー
電子を1個放出して陽イオンになるのに必要なエネルギー。これが小さいほど陽イオンになりやすい。
電子親和力
電子を1個受け取って陰イオンになる際に放出するエネルギー。
化学反応 → 原子どうしの電子のやりとり
電子の放出しやすさ、受け取りやすさ、価電子の数、そういった原子の特徴が化学反応をきめる。
イオン半径 …結晶格子に入りやすいイオンを決める …不純物の化学、固溶体。造岩鉱物。
1997.5.9実施
ミネラルウォーターの地球化学
mineral water /mineral…鉱物質の(形容詞
この水のどこがmineralなのか??
…成分の中に含まれている どうやって??
成分表のコピーを配る(六甲のおいしい水、出羽、volvic)
六甲のおいしい水 を例にして、
カルシウム 24.0mg/l
ナトリウム 18.0mg/l
マグネシウム 5.7mg/l
カリウム 0.3mg/l
陽イオンの成分・・・それぞれCa2+、Na+、Mg2+、K+のかたちになっている →前回の内容
これらはどこからきたか。降ってくる雨には含まれていない。地下水になってわき出してくる間に溶け込んでいる。
とすると、土壌や地下の岩石から・・・
六甲山地はかこう岩でできている。
…かこう岩(石英、長石、黒雲母)の風化で残るもの 石英の砂(SiO2)と粘土(Al4Si4O10(OH)8)
石英:SiO2 長石類:KAlSi3O8−NaAlSi3O8−CaAl2Si2O8 黒雲母(端成分):K2Mg6Al2Si6O20(OH)4
これらが風化していく過程で、K、Na、Ca、Mgなどが抜けていく …ミネラルウォーターの成分と一致するではないか!
ミネラルウォーターとは、水が地表〜地下を移動していく間に、岩石の中からイオンを溶出してそれを含んだ水。風化作用と密接な関係がある。
*水道水はミネラルウォーターではないのか??
1997.5.15実施
海水の総量を計算してみよう
地球を球としてその表面積を求めて、その7割が海。あとは平均水深をかければ、体積が出る。
球の表面積4πr2 地球半径:6.4×106(m) 平均水深:4×103
1997.5.16実施
原子番号順に元素を並べていくと、周期的に性質のよく似た元素が現れる・・・周期律
規則性(周期性)とは?
単体の融点や沸点、原子のイオン化エネルギー、原子やイオンの大きさ、単原子イオンの価数、化合物の組成など。
周期表 メンデレーエフ(1869)
元素を周期律に従って原子番号の順に並べた表。
*歴史的意義…未発見元素の特定、探索、発見に貢献。
周期表の縦軸…周期、 横軸…族 縦に並ぶ元素…同族元素
特定の同族元素グループ:アルカリ金属、ハロゲン、希ガスなど。
典型元素と遷移元素
着色の原因としての遷移元素の例
金属元素と非金属元素
電気・熱の伝導性、金属光沢
余談:毒物(無機)、酸化ベリリウム、タリウム化合物。
フッ化水素酸のこわさ。ドラフトチャンバー。チャートから化石を出す。重鉱物分離。