金属、非金属、およびメタロイドの特性

元素は、金属、非金属、または半金属（半金属）に分類できます。

金属 熱と電気の優れた導体であり、展性があり（シートにかしめることができます）、延性があります（ワイヤーに引き込むことができます）。ほとんどの金属は室温で固体であり、特徴的な銀色の光沢があります（液体である水銀を除く）。

非金属 （通常）熱と電気の伝導性が低く、展性や延性がありません。元素の非金属の多くは室温で気体であり、他は液体であり、他は固体です。

メタロイド それらの特性は中間的です。それらの物理的性質において、それらは非金属により類似していますが、特定の状況下では、それらのいくつかは電気を通すことができます。これらの半導体は、コンピューターやその他の電子機器で非常に重要です。

表の右側にある多くの周期表は、金属と非金属を区別しています。金属は線の左側にあり（非金属である水素を除く）、非金属は線の右側にあり、線に直接隣接する元素は半金属です。

元素が結合して化合物を形成する場合、結果として生じる可能性のある結合には2つの主要なタイプがあります。ある種から別の種への電子の移動があるとイオン結合が形成され、静電相互作用によって互いに非常に強く引き付け合う荷電イオンと、原子が電子を共有して中性分子を生成するときに生じる共有結合が生成されます。

一般に、金属と非金属が結合してイオン性化合物を形成し、非金属が他の非金属と結合して共有結合性化合物（分子）を形成します。

周期表の金属

周期表のほとんどの元素は金属です。それらは周期表の中央から左側にまとめられています。金属は、アルカリ金属、アルカリ土類、遷移金属、ランタニド、およびアクチニドで構成されています。

その他のリソース： 金属とその種類とは何ですか？

アルカリ金属

アルカリ金属は、周期表の左側の最初の列にあります。それらは反応性が高く、最も外側のサブシェルに1つの電子を持っている軟質金属です。

6つのアルカリ金属は次のとおりです。 リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、ルビジウムのリチア雲母鉱物源、およびセシウム、セシウム、フランシウム。

アルカリ土類金属

アルカリ土類金属は、周期表の左側の列2にあります。それらは一般にアルカリ金属よりも硬くて密度が高く、最も外側のサブシェルに2つの電子があり、それぞれが炎の中で異なる色を作ります。

6つのアルカリ土類金属は次のとおりです。 ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム。

遷移金属

遷移金属は周期表本体の中央にあります。それらは重金属と呼ばれることもあり、アルカリ金属やアルカリ土類金属よりも密度が高くなっています。

以下を含む38の遷移金属があります： コバルト、銅、アリゾナ産の自然銅、金、鉄、水銀、プラチナ、銀、チタン、タングステン、亜鉛。

希土類金属

希土類金属は通常、メインの周期表の下にある独自の表にあります。しかし、それらは実際には周期表の真ん中に収まります。 希土類金属には2つのタイプがあります： ランタニドとアクチニド。

ランタニド金属

周期表には15種類のランタニドが記載されています。これらの要素はすべて非常に類似しているため、区別するのは非常に困難です。

ランタニドの例は次のとおりです。 セリウム、プロメチウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ルテチウム。

アクチニド金属

周期表に記載されている15のアクチニドがあります。これらのほとんどは非常に不安定であるため自然界では発生しませんが、原子炉や粒子加速器で生成されます。

アクチニドの例は次のとおりです。 トリウム、ウラン、プルトニウム、カリホルニウム、メンデレビウム

その他の金属

その他の金属として記載されている金属は、周期表の本体の右側にあります。これらは半金属と呼ばれることもあり、遷移金属と呼ばれることもあります。通常、他の金属よりも柔らかく、融点が低くなります。

科学者は、どの要素がこのカテゴリに属する​​かについて普遍的に同意していません。そのため、見ている表によっては、8〜14のどこかにある可能性があります。

他の金属の例には ：アルミニウム、ビスマス、ビスマス結晶、インジウム、鉛、スズ。

メタのプロパティ ls

金属は、水素を除いて、化学反応中に電子を失うことによって陽イオンを形成する元素です。したがって、それらは低イオン化エネルギーを持つ電気陽性元素です。ほとんどの金属は、光沢があり、非常に密度が高く、融点が高いという特性を共有しています。さらに、それらは延性があり、展性があり、光沢があります。金属は熱と電気の良い伝導体でもあります。液体である水銀を除いて、すべての金属は室温で固体です。

金属は一般に非金属とイオン結合を形成しますが、例外があります。ほとんどの金属は少なくとも1つの塩基性酸化物を形成しますが、一部は両性です。金属は幅広い反応性を示します。金属の特別なグループには、貴金属Ru、Rh、Pd、Pt、Au、Os、Ir、Ag、および高融点金属Nb、Mo、Ta、W、およびReが含まれます。

金属の物理的性質：

金属の主な物理的性質のいくつかを以下に示します。

• 金属は展性があり、固体状態であり、ハンマーで叩いて薄いシートにすることができます。金はすべての金属の中で最も順応性があります
• 金属は延性があり、ワイヤーに引き込むことができます。銀は最も延性のある金属の1つです。
• 金属は熱と電気の優れた伝導体です。
• 金属は光沢があり、光沢のある外観をしています。一部の金属は緑青を形成し、光沢が失われます。
• 金属は高い引張強度を持っています。それは彼らがヘビーウェイトを保持できることを意味します。
• 金属は音がします。それは、私たちがそれらを打つとき、彼らが鳴る音を出すことを意味します。
• 金属は固いです。簡単にカットできないということです。
• 電子を失うことによって水溶液中で陽イオンを形成する
• 金属の融点：金属は多くの場合、融点と沸点が高くなりますが、セシウム、ガリウム、水銀、ルビジウム、スズなど、すべてかなり低い融点を持つ多くの例外があります。ただし、ほとんどの沸点はまだかなり高いです。
• 金属は広範囲の密度を示しますが、一般的に非金属よりも密度が高くなります。タングステン、プラチナ、オスミウム、金、イリジウムは非常に密度が高いです。
• ほとんどの金属は銀色ですが、金、セシウム、銅などの一部は着色されています。

金属の化学的性質

金属は、一般に酸素と塩基性または両性の酸化物を形成する電気陽性元素です。その他の化学的性質は次のとおりです。

• エレクトロポジティブキャラクター： 金属はイオン化エネルギーが低い傾向があり、化学反応を起こすと通常は電子を失います（つまり酸化されます）。通常、金属は電子を受け入れません。例：
  • アルカリ金属は常に1+です（サブシェルの電子を失います）
  • アルカリ土類金属は常に2+です（サブシェルの両方の電子を失います）
  • 遷移金属イオンは明らかなパターンに従わず、2 +が一般的であり（サブシェルの両方の電子を失う）、1+と3+も観察されます

Na0→Na++e-Na0→Na++e-

Mg0→Mg2++2e-Mg0→Mg2++2e-

Al0→Al3++3e-Al0→Al3++3e-

金属と非金属の化合物は、本質的にイオン性である傾向があります。ほとんどの金属酸化物は塩基性酸化物であり、水に溶解して金属水酸化物を形成します：

Na2O（s）+ H2O（l）→2NaOH（aq）Na2O（s）+ H2O（l）→2NaOH（aq）

CaO（s）+ H2O（l）→Ca（OH）2（aq）CaO（s）+ H2O（l）→Ca（OH）2（aq）

金属酸化物は、酸と反応して金属塩と水を形成することにより、基本的な化学的性質を示します。

MgO（s）+ HCl（aq）→MgCl2（aq）+ H2O（l）MgO（s）+ HCl（aq）→MgCl2（aq）+ H2O（l）

NiO（s）+ H2SO4（aq）→NiSO4（aq）+ H2O（l）

周期表上の金属の位置

元素の75％以上が金属であるため、周期表の大部分を占めています。金属はテーブルの左側にあります。表の本体の下にある2列の元素（ランタニドとアクチニド）は金属です。

周期表では、ホウ素（B）、原子番号5から始まり、ポロニウム（Po）、原子番号84まで続く階段状の線を見ることができます。ゲルマニウム（Ge）とアンチモニー（Sb）を除く）、その線の左側にあるすべての元素は金属として分類できます。

金属の使用

金属は生活のあらゆる面で使用されています。いくつかの用途のリストを次に示します。

• 構造コンポーネント
• コンテナ
• ワイヤーと電化製品
• ヒートシンク
• ミラー
• コイン
• ジュエリー
• 武器
• 栄養（鉄、銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、モリブデン）

周期表の非金属

非金属元素は周期表の右上隅を占めています。非金属には、非金属族、ハロゲン、および希ガスが含まれます。これらの元素は互いに類似した化学的性質を持っており、金属と見なされる元素とは区別されます。

非金属のグループ

非金属元素グループは、非金属のサブセットです。非金属元素グループは、水素、炭素、窒素、酸素、リン、硫黄、およびセレンで構成されています。水素は常温常圧で非金属として作用し、一般に非金属グループの一部として認められています。

ハロゲンは周期表の第7族の非金属です。これらの元素の原子は-1-酸化状態にあります。グループの最上位の要素は気体ですが、グループを下に移動する液体と固体になります。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、およびアスタチンです。テネシンの特性はよく知られていません。テネシンはハロゲンまたは半金属である可能性があります。

希ガスは、周期表のグループ8（最後の列）にある比較的非反応性のガスです。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、オガネソンです。オガネソンは室温ではガスではない可能性があります。

その他のリソース： 非金属とは何ですか？

非金属の特性

化学反応中に電子を獲得して陰イオンを形成する傾向がある元素は、非金属と呼ばれます。これらは、高いイオン化エネルギーを持つ電気陰性元素です。それらは、光沢がなく、もろく、熱と電気の伝導性が低い（グラファイトを除く）。非金属は、気体、液体、または固体の場合があります。

非金属の物理的性質

• 物理的状態： 非金属のほとんどは、室温で物質の3つの状態のうちの2つ、つまり気体（酸素）と固体（炭素）で存在します。室温では臭素のみが液体として存在します。
• 非可鍛性および延性： 非金属は非常に壊れやすく、ワイヤーに丸めたり、シートに叩いたりすることはできません。
• 実施： 彼らは熱と電気の貧弱な伝導体です。
• 光沢： これらは金属光沢がなく、光を反射しません。
• 融点と沸点： 金属が溶けたり沸騰したりすると、これは物理的な状態の変化です。エネルギーは物質に伝達され、それを溶かしたり沸騰させたりします。このエネルギーは、金属イオンと金属内の非局在化電子との間の引力を克服するために必要です。必要なエネルギーが多いほど、融点または沸点が高くなります。金属は巨大な格子構造であるため、破壊される静電力の数が非常に多く、金属の融点と沸点が高くなります。これは、金属の融点と沸点が、共有結合性物質よりもイオン性化合物の場合に類似していることを意味します。
• 標準的な条件下では、二原子分子として7つの非金属が存在します。 H2（g）H2（g）、N2（g）N2（g）、O2（g）O2（g）、F2（g）F2（g）、Cl2（g）Cl2（g）、Br2（l）Br2 （l）、I2（s）I2（s）。

非金属の化学的性質

非金属は、他の原子と電子を獲得または共有する傾向があります。それらは電気陰性の性質を持っています。非金属は、金属と反応すると、電子を獲得し（通常、希ガスの電子配置を達成）、陰イオンになる傾向があります：

3Br2（l）+ 2Al（s）→2AlBr3（s）3Br2（l）+ 2Al（s）→2AlBr3（s）

完全に非金属で構成される化合物は共有結合物質です。それらは一般に、水に溶解して酸を形成する酸素と酸性または中性の酸化物を形成します：

CO2（g）+ H2O（l）→H2CO3（aq）炭酸CO2（g）+ H2O（l）→H2CO3（aq）炭酸

ご存知かもしれませんが、炭酸水は弱酸性（炭酸）です。

非金属酸化物は塩基と結合して塩を形成する可能性があります。

CO2（g）+ 2NaOH（aq）→Na2CO3（aq）+ H2O（l）CO2（g）+ 2NaOH（aq）→Na2CO3（aq）+ H2O（l）

周期表上の非金属の位置

非金属は周期表の右端にありますが、水素は左上隅にあります。

17の非金属元素は、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、およびラドンです。

非金属の使用

金属とは異なり、非金属には普​​遍的な用途はありません。ただし、特定のアプリケーションでは一緒に表示されます：

• 生命に欠かせないもの（炭素、水素、窒素、酸素、硫黄、塩素、リン）
• 肥料（水素、窒素、リン、硫黄、塩素、セレン）
• 冷媒と極低温剤（水素、ヘリウム、窒素、酸素、フッ素、ネオン）
• 工業用酸（炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、塩素）
• レーザーとランプ
• 医薬品および医薬品

非金属は多くの化合物を形成します。実際、遭遇するほとんどの化合物には非金属が含まれています。それらは、水、食品、布地、プラスチック、およびその他の日用品に含まれています。

金属と非金属の特性-違いは何ですか？

プロパティ	金属	非金属
外観	シャイニー	鈍い
室温での状態	固体（液体である水銀を除く）	約半分は固体、約半分は気体、1つ（臭素）は液体です
密度	高い（サイズが重いと感じる）	低（サイズに応じて軽い感じ）
強さ	強い	弱い
可鍛性または脆性	可鍛性（壊れることなく曲がる）	脆い（ハンマーで叩くと壊れたり粉々になったりします）
熱伝導	良い	悪い（絶縁体です）
電気の伝導	良い	悪い（グラファイト以外は絶縁体です）
磁性材料	鉄、コバルト、ニッケルのみ	なし
叩いたときの音	彼らは鳴り響く音を出します（彼らは響き渡ります）	鈍い音がします
酸化物の種類	塩基性またはアルカリ性	Acidic

周期表の半金属

半金属としても知られている半金属元素は、金属と非金属の両方の特性を持つ元素です。メタロイドの定義には、周期表の金属元素と非金属元素の間の傾斜線に沿って発生する6〜9個の元素が含まれると見なされます。

全会一致でメタロイドと見なされる6つの元素は、ホウ素、シリコン、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルルです。

これらの6つの元素とは別に、半金属元素の定義には、ビスマス、ポロニウム、およびアスタチンの元素も含まれる場合があります。このあいまいさの大部分は、すべてのメタロイドの特性と見なされる特定の特性が不足しているためです。

代わりに、メタロイド元素は、金属と非金属の特性の間にある特性の混合を持っていると単純に特徴付けられます。構造的に、それらは共有結合した結晶構造を形成します。これは主に非金属に見られる特徴です。

一部のメタロイド元素のよく知られた用途の1つは、すべての家庭で使用されている多くの電子機器の内部に見られる半導体です。

メタロイドの特性

メタロイドは、金属と非金属の中間の特性を持っています。メタロイドは半導体産業で有用です。メタロイドはすべて室温で固体です。それらは他の金属と合金を形成することができます。

シリコンやゲルマニウムなどの一部のメタロイドは、適切な条件下で導電体として機能できるため、半導体と呼ばれます。たとえば、シリコンは光沢があるように見えますが、展性も延性もありません（脆い-一部の非金属の特徴です）。

それは金属よりもはるかに貧弱な熱と電気の伝導体です。メタロイドの物理的特性は金属的である傾向がありますが、それらの化学的特性は非金属的である傾向があります。このグループの元素の酸化数は、それが配置されているグループに応じて、+5から-2の範囲になります。

金属	非金属	メタロイド
ゴールド	酸素	シリコン
シルバー	カーボン	ボロン
銅	水素	ヒ素
鉄	窒素	アンチモン
水銀	硫黄	ゲルマニウム
亜鉛	リン

メタロイドの一般的な特性

一般に、メタロイドは次の共通の特性を共有します：

• メタロイドの電気陰性度は、非金属と金属の電気陰性度の間にあります。
• メタロイドのイオン化エネルギーも、非金属と金属のイオン化エネルギーの間にあります。
• セミメタル/メタロイドには、非金属のいくつかの特性と金属のいくつかの特性があります。
• メタロイドの反応性は、メタロイドが相互作用している元素の特性によって異なります。
• メタロイドは優れた半導体になる傾向があります。
• メタロイドには金属光沢がある場合がありますが、非金属の外観を持つ可能性のある比喩もあります。
• 半金属は通常もろく、通常は固体であり、まれな条件下でのみ非固体になります。
• メタロイドは通常、化学反応では非金属として動作し、金属との合金を生成する可能性があります。

メタロイドの化学的性質

化学的性質とは、ある物質が他の物質とどのように相互作用/反応するか、またはある物質から別の物質に変化するかを定義するものです。化学反応は、元素の化学的性質を定量化できる唯一の時間です。化学反応には、突進、燃焼、変色、爆発などが含まれます。メタロイドの化学的性質は次のとおりです。

• メタロイドは、酸化するとガスを発生しやすくなります。
• メタロイドを金属と組み合わせて合金を作成できます。
• メタロイドには、金属と非金属の同素体が異なります。
• メタロイドが溶けると、一部が収縮します。
• メタロイドはハロゲンと反応して化合物を形成する可能性があります。

周期表上の半金属の位置

前述のように、メタロイドは、周期表の金属と非金属の間の傾斜した線で発生する元素のグループです。このメタロイド元素のラインは、グループ13からグループ16、17、または18にまたがっています（実際にメタロイドと見なされる元素の数によって異なります）。

この半金属元素の列の左側には金属として分類された元素があり、その右側には非金属として分類された元素があります。この規則の唯一の例外は、非金属として分類されているが周期表の左側にある水素元素です。

ベージュ色でマークされた6つのメタロイド元素（ホウ素（B）で始まる）を持つ元素の周期表。このグループには、表の期間6のビスマス（Bi）、ポロニウム（Po）、およびアスタチン（At）の元素も含まれる場合があります。

その他のリソース： 周期表のメタロイドはどこにありますか？

金属および非金属特性の傾向

金属特性は、周期表の左端の元素で最も強く、どの周期でも右に移動するにつれて減少する傾向があります（非金属特性は、電気陰性度とイオン化エネルギー値の増加とともに増加します）。

要素（列）の任意のグループ内で、金属特性は上から下に向かって増加します（電気陰性度とイオン化エネルギーの値は、通常、グループを下に移動するにつれて減少します）。この一般的な傾向は、遷移金属では必ずしも観察されません。