【化学基礎】周期表に関する問題が”解ける”～図解あり～

2023年8月25日2023年8月26日

周期表って一体何を表してるの？

元素の周期表は、元素の性質を見極める上で非常に役立ちます。なぜなら、性質ごとで分けて表にまとめられているからです。

元素の周期表は、それぞれの列、行でグループ化され名称がついていたり、金属や非金属、典型元素や遷移元素などの名前を用いてグループ分けされています。

元素の周期表に関する演習問題を通して、そのグループ分けについて解説していきます。

本記事は以下のような人におすすめです！

元素の周期表の意味を知りたい
周期や族によるグループ分けを知りたい
金属元素、非金属元素、典型元素、遷移元素などのグループ分けを理解したい。

それでは、早速始めましょう！

問題：元素の周期表

元素の周期表の概略図を示す。下の(1)～(7)の各元素郡に当てはまる領域をすべて選び、(ア)～(ケ)の記号で示せ。ただし、領域は重複して選んでよい。

(1) アルカリ金属　(2) アルカリ土類金属　(3) 貴ガス　(4) ハロゲン
(5) 遷移元素　(6) 金属元素　(7) 非金属元素
2020セミナー化学基礎 | 第一学習社

略解

(1) (イ)
(2) (ウ)、(エ)
(3) (ケ)
(4) (ク)
(5) (オ)
(6) (イ)、(ウ)、(エ)、(オ)、(カ)
(7) (ア)、(キ)、(ク)、(ケ)

テキスト：元素の周期表

元素の周期表

周期表は、もともとロシアのメンデレーエフが1869年に元素を原子量が小さい順に並べた事によって誕生しました。原子量順に並べた際、性質のよく似た元素が周期的に現れること(周期律)を発見し、それが改良され現在の原子番号順の周期表になりました。

さて、ここからは実際に上の元素の周期表を確認しながら説明していきます。

一番上の横並びの数字(1～18)を族といい、1族、2族、…、18族と呼びます。
例えば、1族は、\(\mathrm{H, \, Li, \, Na, \, K, \, Rb, \, Cs, \, Fr}\)の7元素となります。

一番左の縦並びの数字(1～7)を周期といい、第1周期、第2周期、…、第7周期と呼びます。
例えば、第1周期は\(\mathrm{H, \, He}\)の2元素となります。

言い換えると、周期表の縦の列が族、横の列が周期となります。

特定の名前を持つ元素グループ

周期表は性質ごとに元素を並べているので、性質の似ている同士で名前がつけられています。

1. 典型元素と遷移元素

上の周期表でオレンジ色の部分が典型元素、緑色の部分が遷移元素です。

典型元素は、原子番号の増加に伴って価電子も同じように増加し、周期性を示します。
遷移元素は、価電子の数が周期的に変化せず、常に1または2を示します。

2. 同族元素の名称と性質

同族元素には特徴的な性質から特有の名前をもつグループが4つあります。

\(\mathrm{H}\)を除く1族の元素…アルカリ金属(価電子1、1価の陽イオンになりやすい)
2族の元素…アルカリ土類金属(価電子2、2価の陽イオンになりやすい)
17族の元素…ハロゲン(価電子7、1価の陰イオンになりやすい)
18族の元素…貴ガス(価電子0、安定でイオンになりにくい)

3. 金属元素と非金属元素

単体が金属の性質を示すものを金属元素といい、上の周期表で青色の元素です。

金属元素以外の元素を非金属元素といい、上の周期表で黄色の元素です。

解説：元素の周期表

元素の周期表の概略図を示す。下の(1)～(7)の各元素郡に当てはまる領域をすべて選び、(ア)～(ケ)の記号で示せ。ただし、領域は重複して選んでよい。

(1) アルカリ金属　(2) アルカリ土類金属　(3) 貴ガス　(4) ハロゲン
(5) 遷移元素　(6) 金属元素　(7) 非金属元素
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テキスト1を参照することで苦労せず解けます。