出番の少ない元素について

質問

高校生のときに感じた疑問を質問させてください．
学校では百数種類の元素のうち，
登場するのは半分くらいで，しかもその多くが
周期表の初めの方の原子番号の小さいものでした．
その傾向はなんとなく納得できるのですが，
中にはベリリウム(Be)やホウ素(B)といった，
ごく初めの方の元素であるのにもかかわらず
ほとんど取り扱われないものがいくつかありますよね．
これには何か理由があるのでしょうか？
自然界にほとんど存在しないとか，
工業的に有用でないなどの理由でしょうか？

回答No.2

siegmund · ベストアンサー

ベリリウムやホウ素が自然界にほとんど存在しないと言うことはないです．
でも，原子番号の小さい元素としては(希ガスは別にして)存在率は
少ないですね．

134 さんの書かれているとおり，
ベリリウム化合物は有毒で知られています．
甘い味がするというんだけど....
銅にベリリウム(場合によってはコバルトも)を少量加えたものは
優秀なばね材料として広く使われています．

パイレックス(耐熱ガラス)はホウ素を含んだガラスです．

ナトリウムやカリウムは化合物ではよく出て来るのはご承知の通り．
単体は危ないですね．
原子炉で液体ナトリウムが漏れてなんとか，という事故がありましたよね．

フッ素は専門家の 134 さんが書かれているように，
反応性が非常に強く危険です．
なにせ，化合物を作らないと思われていた希ガスのクリプトン，キセノン，ラドンと
化合物を作っちゃうくらいですから．
フッ素を単離したモアッサンはその業績で1906年のノーベル化学賞を
受賞しています．
それだけ単離は困難だったのでしょうね．

フッ素化合物は身近にもあります．
焦げつかないフライパンのテフロンはフッ素樹脂ですね．
冷蔵庫やエアコンのフロン(温暖化で最近評判が悪いですが)も
炭素，塩素，フッ素の化合物です．

ウランやプルトニウム関係では，六フッ化ウランや六フッ化プルトニウムが
分離精製のために使われています．
ちょっと暖めるとすぐ気体になるためですが，
むちゃくちゃ怖そうな物質ですね．
化学的に猛毒の上に放射能まで持っている．

お礼

うーむ，私にとってはどんなにマイナーな元素でも，世界のどこかに必ず研究者がいて，役に立つ方法を考えているのですねぇ．また詳しく調べてみたくなりました．ありがとうございました．

回答No.4

rei00

お話に出ているベリリウム（Be），ホウ素（B），フッ素（F）に関して言えば，他の元素とは性質が異なるため，高校生レベルでは理解しにくい（説明しにくい）という事も関係している様に思います。

ベリリウム（Be）：
　金属元素でありながら，2A 族の他の元素（Mg, Ca, Sr, Ba, Ra）等とは異なり，共有結合性の大きい化合物を作り，水中で Ba2+ を生じる事はない。

ホウ素（B）：
　金属と非金属の境界線上に位置しているが，化学的には同族（3B 族）Al, Ga, In, Tl 等よりはずっとケイ素によく似ている。

フッ素（F）：
　他の方々がご指摘の様に他の 7B 族元素とは挙動が異なります。

　と，これらはいずれも他の同族体とは挙動が異なるため，周期表に添った形での説明が困難だからではないかと思います。

　なお，同族にまとめての説明が困難なのは大学レベルでも同じなのか，「コットン・ウィルキンソン　無機化学」（培風館）を見ても，多くのものが I 族元素， II 族元素，等とまとめてあるのに対し，水素，リチウム，ベリリウム，ホウ素，炭素，窒素，酸素，フッ素はそれぞれ単独で説明があります。

お礼

ありがとうございます．周期表の初めの方の元素は，構造が簡単であるがゆえに，逆に同族元素との類似性が隠されてしまうのですね．にもかかわらず頻出する水素や炭素は，それらのハンディキャップを補って余りある重要性を備えたつわものたち，ということになるのでしょうか．

回答No.3

leoleo

Beに関しては良く分かりませんが、ホウ素（B)に関してはかなり期待されて研究されている化合物があります。それはBN（窒化ホウ素）やBCNなどの化合物です。これらはダイヤモンドにも匹敵する硬度を有する化合物材料で、工具の皮膜等に用いられる可能性があります。というわけで必ずしも工業的に有用でないとはいえません。

お礼

ありがとうございます．影の薄かった元素たちが身近に感じられるような気がしてまいりました．今後の研究の動向にも注目したいと思います．

回答No.1

134

ベリリウムは、エメラルドを構成する元素の一つです。化合物としての毒性が強いのと、単体としての扱いづらさ、一般性の低さから高校教育にはほとんど出てきません。
　硼素は目を洗う硼酸を構成する元素。やはり化学の世界で一般性が低い元素です。

　リチウムやナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属は、水に触れると激しく発熱し、発火、アルカリを含む水を周囲にまき散らす危険があるので、化学実験ではほとんど使わないはずです。（化学の世界では、水添、乾燥剤、アルカリの調整などで使っていますが）　

　フッ素…この元素は単体を得るまでに、実験により多くの犠牲を出した元素だったりします。フッ化水素はガラスを溶かす性質なので、扱いに注意が必要。

お礼

ありがとうございます．なるほど，そういう理由があったのですね．「危険である」という理由が「一般性が低い」という理由と肩を並べて出現頻度に影響しているところが面白いですね．化学において「一般性」というのが何を意味するのか，実のところよく分かっていないので，勉強してみることにします．