金属元素は液化・固化しても金属性がありますか。

質問

液体、固体になると、金属結合が無くなって金属製を失いますでしょうか。

回答No.4

haruka6279 · ベストアンサー

「では、金属結合の定義は如何なるものでしょうか」という質問が出るのは、教科書を開きもせずに質問をしているからでしょうか。あるいは、教科書以上に正確な定義がこんな場所で聞けると期待してのことでしょうか。回答する側としては落胆を覚えるような質問だと思います。苦言を申し上げて恐縮ですが、回答する代わりに言わせてください。

金属結合は、共有結合のように二つの原子が互いの電子を共有することでがっちり結びつきあう、といった性質のものではありません。原子が集団になった結果、最外殻電子が原子と原子の間の空間を自由電子として動き回れるようになることで、金属性が発現します。こういう自由電子を持っている場合、原子集団は金属結合を持っていることになります。
この原子と原子の距離の近さが保たれていれば自由電子が存在しますので、目に見えるモノとしての金属が、延べ棒みたいに固体であろうと、水銀みたいに液体であろうと、どちらでも金属になります。液体金属の場合、特定の二原子だけに注目すれば、その原子同士が設置ていた状態から大きく離れることはあると思いますが、これをもって金属結合が切れたとは言いません。近くにいる原子のペアが入れ代わり立ち代わりしようとも、集団として、原子同士が近距離にいる状態は保たれるので、この場合金属結合はずっと存在してます。
そして原子と原子の距離が離れれば、原子と原子の間の海を泳ぐ電子というのが存在できなくなるので、気体の金属、というものは原理的にありえません。

お礼

懇切ご丁寧な長文の御回答を誠に有難う御座いました。高校化学の参考書の定義では液体金属が色々と有り得ることが良く分かりませんでしたが、御回答中の、定義の御紹介により、はっきりしました。

回答No.5

htms42

水銀を見たことはありませんか。
金属光沢があります。
「水銀」という名前自体「銀のように光る液体」ということですから金属という特徴は何千年も前から知られていたことです。水銀は電気を通します。以前は恒温槽のスイッチに利用されていたこともあります。

融けた金属でよく目にするのが半田です。電気工作で必ず使います。
釣りの重りを融かして鋳型に流し込んでペンダントを作っている中学生もいます。
昔の子供は水道管の古いのを拾ってきて同じことをやっていました。私の兄は古い活字を融かして遊んでいました。金属を融かすとさびで汚れていたのがきれいに光るようになります。磨いた時よりもきれいですから嬉しくなります。昔の小学生はこういうことは皆知っていたと思います。

お礼

御回答を誠に有難う御座いました。水銀やハンダを忘れて居りました。

補足

皆様、お詫び致します。：質問は「液化、気化しても」の間違いでした。

回答No.3

jisakupasokon

液体化・固体化ってマグマそのものじゃん。

お礼

ご苦労様。

回答No.2

101325

> では、金属性の実体とは、金属結合ではないのですね？

「金属性の実体」という言葉の指し示すものが何なのか、いまいち分からないのですけど、答えは、いいえ、です。

金属光沢を持ち電気と熱をよく伝える、という金属の性質を示す物質は、多かれ少なかれ、金属結合を持ちます。固体であっても液体であっても同じです。液体でも、金属的性質を示す物質ならば、金属結合を持ちます。

> それでは、金属性の実体とは、一体なんでしょうか。

ですので、金属結合です。

金属結合を持たないのに金属光沢を持ち電気も熱もよく伝える、という物質はありません。もし金属結合を持っていないように見えるのに金属光沢を持ち電気も熱もよく伝える物質が新たに発見された場合は、何らかの形で金属結合の定義を修正して、その物質が金属結合を持つようにするんじゃないかな、と私は思います。

お礼

御回答を誠に有難う御座いました。

補足

では、金属結合の定義は如何なるものでしょうか。
また、気体では金属性のある物質はあり得ませんでしょうか。

回答No.1

101325

問い：金属元素は融解・凝固しても金属元素のままですか？

答え：金属元素のままです。

常温常圧で、その単体が金属である元素を金属元素といいます。単体とは、ただ一つの元素だけからなる物質のことです。つまり、元素が金属元素であるかどうかは、ある決められた条件下での物質の振る舞いから決まるものですから、液化・固化しても金属元素は金属元素のままです。

問い：単体金属は融解・凝固しても金属性がありますか？

答え：単体金属の固体は、融解すると ほぼ例外なく単体金属の液体になります。それに対して、単体金属の液体の中には、凝固すると金属性を失うものがあります。

物質の金属性は、高温・高圧の条件で現れやすく、低温・低圧の条件で失われやすい傾向があります。

圧力が一定のとき、固体が融解して液体になるのは、温度を高くしたときです。ですので、固体状態のときにすでに金属性を示していれば、ほぼ例外なく液体状態のときでも金属性を示します。ほぼ例外なく、と断りを入れたのは、金属固体から非金属液体への転移が、原理的には禁じられているわけではないからです。

凝固すると金属性を失う単体金属としては、ケイ素SiとゲルマニウムGeが有名です。SiもGeも常温常圧下では半導体ですが、融解すると金属になり、電気伝導度が桁違いに大きくなります。また、ヒ素As、アンチモンSb、ビスマスBiは、液体状態では普通の金属的性質を示しますが、凝固して固体になると金属性を少し失って、半金属(semimetal)になります。半金属とは金属性の少し弱い金属のことです。

お礼

早々の御回答を誠に有難う御座いました。

補足

では、金属性の実体とは、金属結合ではないのですね？それでは、金属性の実体とは、一体なんでしょうか。