たのしい演劇

Alchemy of Actor Biochemistry 02 icon of chemistry periodic table 周期表

周期表は原則的に、左上から原子番号の順に並ぶよう作成される。
周期表上で元素はその原子の電子配置に従って並べられ、似た性質の元素が規則的に出現す。

周期表の配列は、原子の中心に位置する核が保持する陽子の個数に基づいて付けられる原子番号順に並ぶ。
陽子が1個である水素から始まり、1マス進むごとに陽子が1つ多い元素記号を示しながら並ぶ。
周期律に沿って改行され、2段目・3段目…と順次追加。
そのため、左から右へ、また上から下へ行くにつれて原子番号が大きな元素が並ぶ。
原子には陽子数（原子番号）と同じ数の電子があり、それが陽子核のまわりに電子殻層を形成し存在。
この殻は複数あり、電子は基本的に内側から順番に埋まってゆく。
そして、最も外側にある電子（価電子）は化学反応などの変化においてやりとりがしやすく、
その個数が元素の性質を決める要因。

ところが、単純に電子殻を内側から埋めてゆく法則は、アルゴン（18）までにしか当てはまらない。
現在のところ電子殻が複数定められており、内側からK・L・M・N・O・P・Qと名称が続く。
それぞれには収まる電子の最大数が決まっており、
K殻=2個、L=8、M=18、N=32、O=50。
さらにこれは、構成原理に基づくエネルギー準位によって電子が順に埋まる電子軌道（亜殻）に分けられる。K殻は2個の電子が入る1s軌道、
L殻は2個の電子が入る2s軌道と6個の電子が入る2p軌道、以下、
M殻（3s軌道=2個、3p軌道=6個、3d軌道=10個）、
N殻（4s=2、4p=6、4d=10、4f=14）、
O殻（5s=2、5p=6、5d=10、5f=14、…）、
P殻（6s=2、6p=6、…）、
Q殻（7s=2、…）。
このうち第4周期において、4s軌道は3d軌道よりも先に電子が満たされる傾向である。
そのためカリウム（19）からニッケル（28）まではM殻に空席がある状態で
N殻の4s軌道に電子が配置され、これが最外殻として元素の性質を形作る。
そして、周期表のへこんだ中央部にあるこの元素群は表の横方向で近似した傾向を備え、
これらに該当する3–11族は遷移元素、このような特性は第4周期以降の長周期と呼ばれる部分で現る。
この現象が起こる理由について、M殻内の電子同士が負電荷で反発するために起こると説明す。


分類

族（group/family）
周期表における縦方向の集合。
この族は元素を分類する上で最も重要な方法と考えられている。
いくつかの族に当る各元素の特性は非常に似かより、原子量が多くなる方向で明らかな傾向が見られる。
この族名称、
アルカリ金属（alkali metals）、
アルカリ土類金属（alkaline earth metals）、
ニクトゲン（pnictogens）、
カルコゲン（chalcogens）、
ハロゲン（halogens）、貴ガス（noble gases）。
第14族元素など周期表におけるその他の族は垂直方向での近似性があまり見られず、
基本的に族の数字で表されることが多い。

現代の量子力学理論が要請する原子の構造は、族が持つ傾向で説明され、
特性ごとに分ける上で最も重要な要素に影響を与える原子価殻において
電子配置が同一である原子は同じ族に含まれる。
同じ族の元素グループには原子半径・イオン化エネルギー・電気陰性度の傾向にも近似性が見られる。
上から下に行くにつれ全体のエネルギー値が高くなるため、
原子価電子は原子核から遠くなってゆき、
元素の原子半径は大きくなる。
原子全体が電子を捕まえる力は強くなるため、
下に行くほどイオン化エネルギーは小さくなり、
同様に原子核と原子価電子の距離が長くなるにつれ電気陰性度も低くなる。



周期period

周期表のおける横方向の集合。
基本的に各元素の特性に族で示される程の似かよった所は無い、
例外的な箇所は、遷移金属と、特にランタノイドやアクチノイドにおいて、
水平方向で近似性を持つ特徴が相当す。
この周期は、最外電子殻が内側から何番目であるかを表す。

同じ周期にある元素は
原子半径、イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度のパターンで似た傾向を示す。
左から右に行くにつれ、一般に原子半径は小さくなる。
これは、元素に含まれる陽子の数は段々と増え、それに応じて電子が原子核にひきつけられるため。
これに伴ってイオン化エネルギーは大きくなり、貴ガスで最大。
原子半径が小さくなると全体を捉える力が強まり、電子を引き剥がに必要なエネルギーが大きくなる。
電気陰性度も同じく核による電子の牽引力が増すため大きくなる。
電子親和力の周期内による変化傾向はわずかである。
周期表左側にある金属元素は一般に、貴ガスを除いて右側の非金属元素よりも電子親和力は低い。



periodic table blockブロック

最外殻電子が元素の特徴に大きな影響を与える点を考慮して周期表を領域で分ける分類、
「最後の電子」が存在する亜殻の位置に応じて名称がつく。
sブロック元素はアルカリ金属とアルカリ土類金属のふたつの族に水素とヘリウムが加わるブロック。
pブロック元素は残り6つの族（13–18族元素）が該当し、半金属はここに含む。
dブロック元素は3-12族元素に当る遷移金属を包括。
通常、周期表の欄外に置かれるランタノイドとアクチノイドはfブロック元素。



その他

元素は他の集合でも分類され、周期表の縦横またはブロックでも示しにくい場合がある。
金属・半金属元素と非金属元素の区分は暗示的にしか表現されない階段状の斜め線で区別される。
その線の右側が非金属元素、左側が金属元素で、間に半金属が挟まれる。
金属が持つ典型的特徴である電子を放出しやすい性質は、周期表の左下で強くなる。

また、単体が常温常圧下で取る物質の状態（固体・液体・気体）もブロックでは表しにくい。
全体の傾向は水素と右上のヘリウム付近（窒素から右、塩素から右および貴ガス）が気体であり、
例外的に液体の相となる臭素と水銀とフランシウムを除いた元素は固体。
このような分類は、マスや文字色などそれぞれの周期表で工夫をこらした表現で示される。

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