周期律表

1 18
1
H
2 13 14 15 16 17 2
He
3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
11
Na
12
Mg
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
55
Cs
56
Ba
*1 72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
87
Fr
88
Ra
*2 104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo
 
*1 ランタノイド: 57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
*2 アクチノイド: 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
1 常温で固体   金属元素   アルカリ金属
1 常温で液体   半金属元素   アルカリ土類金属
1 常温で気体   非金属元素   ハロゲン
  人工元素   希ガス
  遷移元素



化学元素発見の年表


 目次
   (1) 古代(炭素、金、銀、銅)・・・・・・・・炭素         
   (2) 古代(硫黄、スズ、鉛、水銀、鉄)硫黄   スズ     水銀  
   (3) 9世紀(亜鉛)   13世紀(ヒ素)   15世紀(アンチモン)   17世紀(リン)

   (4) 18世紀-前半・・・・・・・・・・・・・・・・コバルト   白金   ニッケル   ビスマス   マグネシウム
   (5) 18世紀-中1 ・・・・・・・・・・・・・・・・水素     窒素   酸素      バリウム   塩素
   (6) 18世紀-中2 ・・・・・・・・・・・・・・・・マンガン   モリブデン   テルル   タングステン  ウラン
   (7) 18世紀-後期・・・・・・・・・・・・・・・・ジルコニウム ストロンチウム イットリウム チタン クロム ベリリウム
   (8) 19世紀-初期・・・・・・・・・・・・・・・・バナジウム  ニオブ  タンタル  セリウム  ロジウム  パラジウム
   (9) 19世紀-2  ・・・・・・・・・・・・・・・・オスミウム  イリジウム  カリウム ナトリウム カルシウム ホウ素
   (10)19世紀-3  ・・・・・・・・・・・・・・・・ヨウ素  リチウム  カドミウム  セレン  ケイ素  アルミニウム
   (11)19世紀-4  ・・・・・・・・・・・・・・・・臭素  トリウム  ベリリウム  テルビウム  エルビウム  ルテニウム
   (12)19世紀-5  ・・・・・・・・・・・・・・・・セシウム  ルビジウム  タリウム  インジウム  ヘリウム  ガリウム
   (13)19世紀-6  ・・・・・・・・・・・・・・・・イッテルビウム ツリウム スカンジウム ホルミウム サマリウム ガドリニウム
   (14)19世紀-7  ・・・・・・・・・・・・・・・・プラセオジム ネオジム ゲルマニウム フッ素 ジスプロシウム アルゴン
   (15)19世紀-終  ・・・・・・・・・・・・・・・・ネオン クリプトン キセノン ラジウム ラドン ポロニウム アクチニウム
   (16)20世紀-初  ・・・・・・・・ユウロピウム ルテチウム プロトアクチニウム ハフニウム レニウム テクネチウム
   (17)20世紀-2   ・・・・・・・・フランシウム アスタチン ネプツニウム プルトニウム キュリウム アメリシウム
   (18)20世紀-3   ・・プロメチウム バークリウム カりホルニウム アインスタイニウム フェルミウム メンデレビウム

(1) 古代(炭素、金、銀、銅)

 炭素(C)
          

   炭素の名はラテン語carbo木炭の意)からきており、有機物を不完全燃焼すれば簡単に取り出せるため、有史以前から知られていた。

   ダイヤモンドも稀少で硬い石として知られていた。ヨーロッパでダイヤモンドが装飾品として使用されたのはカッティング技法が開発された中世以降である。

   20世紀後半以降はフラーレンをはじめとする多彩な形状の炭素が発見されている。

   有機物として全ての生物の構成材料となる。人体の乾燥重量の2/3は炭素である。

   

   これは蛋白質脂質炭水化物に含まれる原子の過半数が炭素であることによる。

   光合成呼吸など生命活動全般で重要な役割を担う。また、石油石炭天然ガスなどのエネルギー・原料として、

   あるいは二酸化炭素メタンによる地球温暖化問題など、人間の活動と密接に関わる元素である。

   


   炭素には、1000万種を超える化合物が知られている。

   炭素は4本の共有結合をとることができ、結合の状態によって数種類の同素体を形成する。

   正六角形の平面構造をとるとグラファイトになる。また、3次元的な結晶構造をとるとダイヤモンドとなる。

   同じ炭素の同素体であるが、前者は電気伝導性が高く軟らかい、後者は絶縁体で硬いなど、全く異なる性質を示す。

   不完全燃焼によって生じるなどは、これら2つの構造が混在したアモルファス状態であることが多い。

   これらの状態は温度や圧力によって変化する。

   ダイヤモンドが炭素の同素体であることを示したのはラヴォアジエである。

   実験内容は、密閉容器に納めたダイヤモンドを虫眼鏡により燃焼させると二酸化炭素だけが生成するというものである。

   以上3種は古くから知られていたが、20世紀後半以降、フラーレンや多分野での開発が進んでいる

   カーボンナノチューブなどの複雑な構造を持つ炭素の同素体が多数発見され、ナノテクノロジーの分野で有用な物質と考えられている。

   



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金(Au)
  金は有史以前から貴重な金属として知られていた。おそらく人類が装飾用として用いた初めての金属である。

          

  金は紀元前3000年代に使われ始めた。最古の金属貨幣は紀元前7~6世紀にリディアでつくられたエレクトロン貨で、天然の金銀合金に動物や人物を打刻している。

  金は中国で時代に已に装飾品として使われ、春秋戦国時代には貨幣や象嵌材料として使用された。

        

 日本では弥生時代に福岡県志賀島の「漢委奴国王」金印がある。古墳時代には奈良県東大寺山古墳出土の「中平」銘鉄剣や埼玉県稲荷山古墳出土の「辛亥」銘鉄剣など、鉄地に線を彫って金線を埋め込んだ金象嵌がある。

   

古代エジプトヒエログリフでは、紀元前2600年頃から金についての記述が見られる。ミタンニの王トゥシュラッタが、通常は粒として請求をしている。エジプトとヌビアは、史上でも有数の金産出地域である。旧約聖書でも、金について多く触れられている。黒海の南西部は、金の産出地として名高い。金を利用した物としては、ミダスの時代にまでさかのぼると言われている。この金は、紀元前643年から630年のリディアでの、世界で初めての貨幣成立に大きく影響を及ぼしたと言われている



ヨーロッパのアメリカ探検家達による金の強奪は、当時のアメリカ先住民達が持っていた金の量から見ても膨大な量に上った。とくに中央アメリカペルーコロンビアを原産とする物が多い。



   歴史上の評価を総括するならば、金は最も価値のある金属と考えられてきた。そして多くの通貨制度において、その基準とされてきた(金本位制)。また純粋、価値、特権階級の象徴としてもとらえられてきた。


                   (2009年12月3日現在の金相場では、250Kgでは、9億1200万円


   金の採掘は比較的容易であり、1910年からこれまでに、究極可採埋蔵量のうち75%ほどの金が産出されてきたと考えられている。地質学的に、地球上にある採掘可能な金の埋蔵量は、一辺が20メートルの立方体に収まる程度と考えられている。



   初期の科学者達の目指した目標は、水銀など他の物質から金を作り出す錬金術だった。金を生み出すことができる物質は賢者の石と名付けられ、賢者の石を作ることに多くの努力がなされた。その試みの全ては失敗に終わったが、その過程で発見された多くの事象を元にして、今日の化学は成り立っている。

   

   現代では、金を始めとする貴金属原子の合成は、加速器などを用いて、他の元素から核種変換することで可能なことが分かっている。

   


   19世紀のゴールドラッシュ以降、カリフォルニア州コロラド州、オタゴ、オーストラリアサウスダコタ州ブラックヒルズクロンダイクなどで大きな金の鉱脈が発見されてきた。



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銀(Ag)
 金とともに、中世ヨーロッパでは新大陸発見までの慢性的な不足品であって、そのため高価でもあった。

         

 特に16世紀後半から17世紀前半にかけての日本は東アジア随一の金、銀、の採掘地域であり、生糸などの貿易対価として中国への輸出も行っていた。これらの金属は日本の貿易品として有用だったので、銀山は鎌倉幕府以前から江戸の鎖国終了からしばらく、明治に至っても国が直轄する場合が多かった。中でも島根県大田市石見銀山は有名。その後、日本の銀山は資源枯渇のため、世界の銀産出地から日本の名前は消えた。

   

 16世紀を通じて金の産額には大して変化がなかったのに対し、銀は16世紀中頃よりポトシ鉱山や石見銀山を中心に著しく増大したため銀価格が暴落した。

 例えば日本および中国においては16世紀前半まで金銀比価1:5?6前後であったが、17世紀以降は日本では1:10?13程度まで銀安となった。

  

 16世紀中頃の銀の増産の背景には、アマルガム法や灰吹法の導入があった。新大陸発見後は、ペルーなどで大量採掘された銀が世界中に流れることになった。

 

 銀価値の暴落によりヨーロッパの物価は2~3倍のインフレーションに陥った(価格革命)。

 

 さらに近年、採掘技術の向上、および銅の電解精錬の副産物などにより金銀の生産量が増大し相対的に価格は下落している。

  

 しかしながら、いまだに銀は高価な金属であって、その光沢とともに、人々に愛好されている。

 


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銅(Cu)

   

   銅は先史時代から使われてきた金属である。銅と鉱石は混在することから、メソポタミアでは紀元前3500年頃から銅に錫が混ざった青銅で道具を作るようになった。

   

 青銅器はエジプト中国王朝)などでも使われるようになり、世界各地で青銅器文明が花ひらいた。

   

 耐食性の高さなどから 古来貨幣の材料としても利用されてきた(銅貨)。

 日本の硬貨では5円玉黄銅製、10円玉が青銅製、50円玉100円玉(昔はがはいっていたが、現在は入っていない)、旧500円玉白銅、新500円玉がニッケル黄銅という銅の合金である。

 
 


 西洋占星術など神秘主義哲学では、金星を象徴する金属とされた。これは、銅の産地として知られていたキプロスが、金星の守護神とされるアプロディテの聖地でもあったことに由来する。


 銅の産地
 銅鉱石の生産は世界全体で1510万トン(2005年現在)である。その内訳はチリが35.2%と大半を占め、以下米国7.5%、インドネシア7.1%、ペルー6.7%、オーストラリア6.1%、中国5.0%、ロシア4.6%と続く。

 かつて日本は足尾銅山別子銅山日立銅山等の大鉱山をかかえ輸出国であったが、現在はこれらは全て廃鉱となり100%輸入に頼っている状態である。


 銅の用途
 銅は古代から人類とのかかわりが大きく、現代でも鉄に次ぐ最も重要な金属材料といえる。

 現在、銅の用途の大部分は工業をはじめあらゆる分野においての電気器具の配線、部品、回路などにある。これは銅が他の金属とくらべ高い電気伝導性を持つことと、銅以上の電気伝導性を持つ銀と比べた際にコストが格段に安いことから使われている。

  

 他にも熱伝導率が比較的高い物質となっていながらも整形しやすく前述のように低コストな部材に当たるので熱運搬部品やヒートシンクのような廃熱・放熱部分の金属としても用いられる。また、他の金属の電気伝導性をはかる国際基準としても使われる。銅は、銅線や銅版などの形で身近に見ることができる数少ない単体金属である。帆船の船底銅包板としてフナクイムシから船体をまもる為に使われた時期もある。

  

  

 合金の用途も広い。銅と亜鉛を合金させたものを一般に黄銅とよび、亜鉛の含有率を変化させることで、連続的に色彩が変化し融点が低下する。

 

 金管楽器仏具などに使われる真鍮は黄銅の一つである。真鍮は錆びにくく、色が黄金色で美しいことから模造金や装飾具などとしてもよく見かける金属である。

 古代から武器や通貨などとして用いられた青銅スズと銅の合金であり、現在でもブロンズ像など、彫刻の材料である。しかし、最近では「青銅」という呼び名は変化してきており、一定以上のスズを含んでいるその他の銅合金や青銅と似たような色や結晶構造をもつような鋳造用合金の総称としても用いられる。また、工芸材料として用いられる赤銅貨幣に使われる白銅(キュプロニッケル)はニッケルとの合金であり、アルミニウムとの合金であるアルミニウム青銅延性に富んだ黄金色であるため金箔の代わりとして使われるなどされている。

  

 青銅や黄銅と呼ばれる銅合金で代表的なものには、光輝黄銅・工業用青銅・赤色黄銅・ジュエリー青銅・低濃度黄銅・カートリッジ黄銅・黄色黄銅・ムンツメタル・鉛黄銅・リン青銅・シリコン青銅・アルミニウム青銅洋銀(洋白)などがあり、その性質は様々で利用分野においても簡単に分別できないほど多岐にわたっている。

                              

  また、主な工業用の合金として、高純度銅合金純銅と呼ばれる極めて高い純度の銅にごくわずかな添加物を加えた合金がある。

 

 代表的な高純度銅合金にはカドミウム銅・クロム銅・テリウム銅・ベリリウム銅などがあり、工業的には機械工業を初めとした分野で銀含有銅・ヒ素銅・快削銅などが利用される。

 

 銅は化合物または触媒としても用途が広く、代表的な銅の化合物としては塩化銅酢酸銅酸化銅シアン化銅水酸化銅(II)ヨウ化銅硫酸銅 などがあり、各種触媒や、防腐剤殺虫剤顔料などに用いられている。

      

殺菌作用と導電性を生かした物として絨毯マットなどに使用されている。特に細い導線を容易に作成できる為、絨毯に織り込んで使用する。これにより、静電気の発生しにくい絨毯としてホテルなどのロビーで使用されている。

銅は花火の着色料としても用いられる。これは銅の化合物が炎色反応を示すことを利用したもので、青色を着けるのに用いられる。炎色反応は青緑色である。因みに、銅は遷移元素では唯一、炎色反応を示す。

 炎色反応

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