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周期表について３族から１２族について
上司が子供の宿題を持ってきて聞きました。答えがわからなかったのでお教えください。 周期表をみると隙間があります。１周期目、HとHeの間、２周期目のBeとBの間、３周期目のMgとAlの間はなぜ開いているのか？ 逆に遷移元素といわれるものが、なぜ、３から１２族に入ってくるのか？ ということです。化学に詳しい方、是非お教えください。
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原子は原子核の周りに電子が何層かの軌道に位置するという形になってますが、元素の性質はその電子が「一番外の軌道にいくつ入っているか」ということによります。 一番内側の軌道には2個の電子、2番目は8個、と入れる数が決まっています。 最初のHとHeは、1個しかない状態とうまった状態しかありません。うまっている状態は他の元素と反応しないという性質があるので、一番右側にきます。 4周期目から元素の数が増えるのは、電子の数が増えるとき、外の軌道に増えずにその内側の軌道に増えていくからです。そのため、外側の軌道電子数をもとに2周期目、3周期目の元素を一緒の周期表上に並べようとすると、どうしても2周期目、3周期目に空白ができてしまうことになります。 また、この「内側の軌道に電子が増えていく」元素が、状況によって電子を離す数が変わるという性質を持っているため、「遷移元素」と呼ばれています。なので、遷移元素が３族から１２族に入ることと、3周期めまでの空白があることは、両方同じ理由によることとなります。 化学が好きでいろいろ調べている者なのですが、素人です…なるべくわかりやすく、正確にと思ったのですが、結局わかりにくいヘンな文章になってしまい、ごめんなさい。
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>>上司が子供の宿題を持ってきて聞きました。 ご苦労様です。 >>周期表をみると隙間があります。１周期目、HとHeの間、２周期目のBeとBの間、３周期目のMgとAlの間はなぜ開いているのか？ >>逆に遷移元素といわれるものが、なぜ、３から１２族に入ってくるのか？ 本当は１８族まででは足りなくてランタニド、アクチニドを含む長ーいものなんですが、都合でこうなりました。1990年の国際純正及び応用化学連合(IUPAC)勧告。 「開いている」のではなく「無い」のです。また遷移金属を詰め込んであるのも「よく使うから入れよう」てな感じです。ランタニド、アクチニドは追い出されました。 以下英語で申し訳ありませんが添付URLをご覧下さい。様々な方が必死に考えました。 この中で、すべてを連続させたBenfey、詰めちゃったZmacynski、立体に分けちゃったGiguere（なぜか開けない）、ランタニドなども入れちゃったTarantolaなど苦心の作ばかり。特に最初に作ったMendeleevのものは必見です。
お礼
ご回答ありがとうございます。英語の周期表も見せていただきました。久しぶりに化学で頭いっぱいの一日でした。
- sameid
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高校レベルで解るんですけどね… 『上(ＨHe)は小さく、下へ行くほど大きい玉』これがそれぞれ原子。 その周りに輪があって… 『(ここで)指輪・ブレスレット・ネックレスを見せる』 指輪は小さいから電子が２つ ブレスレットは電子が８つ持てる… 一段目(HとHe)は指輪のような小さい輪を１つもっている 二段目(Li～Ne)は指輪とブレスレットを持っている Heは電子が２ですっきりするよね？ だから一番右にある Neは２と８の合計１０になる… どこの輪に電子が入るか決まっていて… そこで参考URLでも見せてあげてください。
お礼
ご回答いただきありがとうございます。中学、高校のときは丸覚えしててあまり深く考えていませんでしたが、こういうことだったのかと思うと、長年のモヤモヤが晴れた気がします。ありがとうございました。