非金属元素完全ガイド：周期表での位置・性質・具体例

非金属とは？

化学において、非金属とは一般的に金属的性質を主として持たない化学元素を指し、無色気体から光沢のある難融性（高融点）固体まで多様です。非金属中の電子の振る舞いは金属中のそれとは異なります。

例外を除き、非金属中の電子は固定されているため、固体状態では非金属は通常、熱と電気の不良導体であり、脆く砕けやすいです。

金属中の電子は一般に自由に動けるため、金属は良導体で、多くは薄板や線材に容易に加工できます。非金属原子は中程度から高い電気陰性度を持ち、化学反応で電子を引き付け、酸性化合物を形成する傾向があります。

水素とヘリウムという2つの非金属が、質量ベースで観測可能な宇宙の通常物質の約99%を占めます。水素、炭素、窒素、酸素、ケイ素という5つの非金属元素が、地球の地殻、大気、海洋、生物圏の大部分を構成します。

ほとんどの非金属は生物学的、技術的、家庭的な役割や用途を持ちます。生物は非金属である水素、酸素、炭素、窒素でほぼ完全に構成されます。ほぼすべての非金属が医薬品、レーザー・照明、家庭用品で個別に利用されています。

周期表における非金属

金属は階段状の線の左側にあり（水素を除く。水素は左上に位置する非金属）、非金属は線の右側にあり、線に隣接する元素が半金属（メタロイド）です。

非金属は高いイオン化エネルギーと高い電子親和力を持ち、電子を比較的容易に得て、失うのは困難です。また価電子数が多く、すでに8電子の完全なオクテットに近い状態です。

非金属は最寄りの希ガス（第18族）と同じ電子数になるまで電子を獲得し、族番号マイナス8の電荷を持つ負のアニオンを形成します。

つまり、第17族（7A）非金属は1-、第16族（6A）非金属は2-、第15族（5A）非金属は3-の電荷を持ちます。第18族（8A）元素はすでに価電子殻に8電子を持ち、電子の授受傾向がほぼなく、イオン性・分子性化合物を容易には形成しません。

イオン性化合物は、正負に帯電した陽イオンと陰イオンの静電引力により、結晶格子と呼ばれる規則的配列で保持されます。これらの引力は非常に強く、ほとんどのイオン性化合物は非常に高い融点を持ちます。例：塩化ナトリウムNaClは801°C、酸化アルミニウムAl₂O₃は2,054°Cで融解。

イオン性化合物は通常硬く、剛直で脆いです。固体相ではイオンが自由に動けないため電気を通しませんが、水に溶解すると導電します。

非金属同士が結合すると、イオンを形成せず電子を共有する共有結合を形成し、中性分子が生成されます。水素も非金属であるため、水素と他の非金属の結合も共有結合になります。

分子性化合物は気体、液体、低融点固体であり、多様な物質を含みます。

周期表における非金属元素一覧

周期表上の全18非金属元素の完全なリストです。

原子番号	元素記号	元素名
1	H	水素
2	He	ヘリウム
6	C	炭素
7	N	窒素
8	O	酸素
9	F	フッ素
10	Ne	ネオン
15	P	リン
16	S	硫黄
17	Cl	塩素
18	Ar	アルゴン
34	Se	セレン
35	Br	臭素
36	Kr	クリプトン
53	I	ヨウ素
54	Xe	キセノン
85	At	アスタチン
86	Rn	ラドン

非金属の性質

一般に非金属は脆く、光沢がなく、熱と電気の不良導体です。金属より融点が低い傾向があります。ほとんどの非金属は室温で物質の3状態のうち2つ（気体と固体）で存在しますが、臭素のみ液体で存在します。

非金属は高いイオン化エネルギーと電気陰性度を持ちます。ほとんどの非金属は電子を容易に獲得できます。非金属は幅広い化学的性質と反応性を示します。

非金属の物理的性質

非金属の性質は以下の通り：

• 高いイオン化エネルギーを持つ
• 高い電気陰性度を持つ
• 絶縁体である（電気の不良導体）
• 鈍く、金属のような光沢がない
• 熱の不良導体（熱の不良導体）
• 非常に弱く脆い。容易に破損・粉砕する
• 密度が低い。サイズの割に軽い
• 音の不良導体で、叩いても音がしない
• 電子を容易に獲得する傾向がある
• 固体、液体、気体のいずれかの状態で存在する
• 酸性酸化物を形成する
• 良い酸化剤である
• 一般に最外殻に4〜8個の電子を持つ

非金属の化学的性質

非金属の化学的性質：

• 熱と電気の不良導体。黒鉛とガスカーボンは例外
• 金属と異なり、延性と展性がない
• 非金属同士より金属と反応しやすい
• 通常、非金属同士の反応は高温で起こる
• ほとんどの非金属は室温で空気と反応しない
• 黄リンのみが空気中で燃焼して酸化物を生成する非金属
• 通常、非金属は水と反応しない。塩素は例外で、水に溶解して酸性溶液を形成
• 密度が低い
• 合金を形成しない。ただし炭素、ケイ素、リンのような非金属は例外
• 室温で全物質状態で存在する
• 異なる非金属は異なる反応を示す
• 塩素はハロゲン族（Cl, Br, I, F）で最も反応性が高い。反応性順序：Cl > Br > I
• したがって塩素(Cl)は臭化物(NaBr)やヨウ化物(NaI)溶液から臭素(Br)とヨウ素(I)を置換できる
• 高電気陰性度非金属がアルカリ金属・アルカリ土類金属と反応してイオン性固体を形成

非金属の具体例

非金属の例：水素、炭素、塩素、ヘリウム、フッ素、窒素、リン、セレン。

気体非金属元素

ほとんどの非金属は室温で無色無臭の気体です。水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンが該当します。大気の78%は窒素原子、20%は酸素で構成されます。

塩素は特有の刺激臭を持つ黄緑色気体で、高濃度では鼻を焼きます。塩素プールで嗅いだことがあるかもしれません。フッ素は同様に不快な臭気の黄色気体で、より毒性が強いです。ラドンは不安定でしばしば放射性です。地下室に浸透し、換気システムで排出する必要があります。

臭素は室温で褐色液体で、容易に濃橙色気体に蒸発します。液体状態で存在する唯一の非金属元素です。塩素やフッ素と同様、特有の臭気がありかなり毒性があります。

固体非金属元素

残りの元素、炭素、リン、硫黄、セレン、ヨウ素は室温で固体です。これらの非金属元素それぞれは複数の異なる固体形態（同素体）をとり得ますが、中にはより一般的な形態があります。

例：炭素は最も一般的に黒鉛として見られますが、ダイヤモンドも形成します。硫黄の最も一般的な形態は黄色く脆い固体で、腐った卵のようなにおいがします。リンには多くの形態があり、白リンは気体で酸素に触れると発火します。ヨウ素はしばしば褐色固体で、容易に昇華して紫色の蒸気になります。

希ガス（貴ガス）

6つの非金属が希ガスに分類されます：ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、放射性ラドン。通常の周期表では最右列を占めます。特徴的な極めて低い化学反応性から「希ガス（貴ガス）」と呼ばれます。

すべて無色、無臭、不燃性で非常に類似した性質を持ちます。閉殻電子構造により原子間力が微弱で、融点と沸点が非常に低いです。そのため通常条件下ではすべて気体であり、通常固体となる原子量より大きい元素でも気体です。

化学的に、希ガスは比較的高いイオン化エネルギー、ゼロまたは負の電子親和力、比較的高い電気陰性度を持ちます。希ガス化合物は数百種類知られ、リストは増え続けていますが、多くは酸素またはフッ素がクリプトン、キセノン、ラドンと結合したものです。

よくある質問 (FAQ)

非金属とは？

化学において、非金属とは一般的に金属的性質を主として持たない化学元素を指し、無色気体から光沢のある難融性（高融点）固体まで多様です。非金属中の電子の振る舞いは金属中のそれとは異なります。

10個の非金属は？

17非金属元素は水素、ヘリウム、炭素、窒素、酸素、フッ素、ネオン、リン、硫黄、塩素、アルゴン、セレン、臭素、クリプトン、ヨウ素、キセノン、ラドン。

周期表にはいくつの非金属がある？

周期表には18非金属がある。（アスタチンを非金属と見なす場合）アスタチン(At)を非金属から除外すれば、合計17非金属となる。

なぜこの数は不確定？

金属、非金属、半金属の広く合意された定義がないため。化学者は化学的性質に基づき、物理学者は密度や原子番号に基づき非金属を定義する可能性がある。したがって周期表上の非金属総数は17または18と言える。

非金属の例は？

水素、炭素、塩素、ヘリウムなど。非金属の性質：比較的低い沸点、不良導電性；固体非金属は鈍く脆い。

周期表で非金属はどこにある？

金属は線の左側（水素を除く非金属）、非金属は線の右側、線に隣接する元素が半金属。

非金属はどのグループ？

第17族（VIIA族）のみがすべて非金属で構成されるグループ。F, Cl, Br, I, Atを含む。このグループの別名はハロゲン（塩生成元素）。

非金属に類似した化学物質は？

非金属は多くの類似性質を共有：標準状態で気体（水素、酸素、窒素）または固体（炭素、硫黄）。電気や熱の不良導体。固体形態では非常に脆い。

非金属の用途は？

液体水素はロケット燃料。黒鉛形態の炭素は電解セルと乾電池の電極製造に使用。窒素はアンモニア、硝酸、肥料製造に使用。窒素は食品保存に使用。

日常生活での非金属の用途は？

電線、調理器具等には銅。鉄の保護被膜には主に亜鉛。アルミニウムは電気ケーブル、包装、調理器具製造に使用。非金属の水素はアンモニア・メタノール合成、溶接トーチ等に使用。

非金属を発見したのは？

1789年、フランス化学者アントワーヌ・ラボアジエが元素を金属と非金属に分類試み。40年後、ドイツ物理学者ヨハン・ヴォルフガング・デーベライナーが特定元素の物理的・化学的性質の類似性を観察。

非金属の性質は？

非金属の物理的性質：非延性・非展性：非金属は非常に脆く、線材や薄板にできない。伝導性：熱と電気の不良導体。光沢：金属光沢がなく光を反射しない。

非金属の特徴は？

元素形態では気体、液体、固体のいずれか。光沢がなく、熱や電気をよく通さない。通常融点は金属より低い（例外あり）。固体は通常容易に割れ、金属のように曲がらない。

非金属が電気絶縁体である最も可能性の高い理由？

非金属原子の価電子殻がほぼ満たされているため、原子が電子を引き付け、価電子殻を満たすため強く保持するから。

非金属は鈍い？

典型的非金属は鈍い、有色または無色の外観；固体では脆い；熱と電気の不良導体；酸性酸化物を持つ。

酸素が非金属である理由？

酸素の大きな電気陰性度と電子親和力は非金属的振る舞いのみを示す元素の典型。すべての化合物で酸素は負の酸化数を取り、2つの半分占有外側軌道から予想される通り。

非金属は良い絶縁体？

非金属は熱も電気も容易に通さない。絶縁体。例：熱は空気を容易に通過しない。空気は酸素、窒素など複数の非金属ガスの混合物。

非金属は半導体？

半金属または半金属と呼ばれるこれら元素は、金属と非金属両方の特性を示す。構造は非金属と多くの点で類似するが、電気的半導体である。

非金属は不可視？

特に展延性はなく、ほとんどの金属が光沢があるのに対し、非金属は鈍色、黒色（炭素の一部形態/同素体）、または不可視（大部分の気体非金属の場合）。

最も反応性の高い非金属は？

フッ素元素が最も反応性の高い非金属。遊離元素として自然界に存在しない。フッ素ガスは多くの元素・化合物と爆発的に反応し、最も危険な既知物質の一つとされる。