第14章:無機物質(金属元素とその化合物)(4)遷移元素とその化合物

こんにちは<Frank>です。

今回の学習単元の中で勉強になったと思ったのは、熱・電気の伝導
性でした。参考図書にも書いていますが、Ag(銀)の熱・電気が金
属中で最大とのこと。

Ag > Cu > Au > Al

1.遷移金属元素の特徴
遷移金属は周期表の3族から11族の元素を指します。これらの元素
には以下の特徴があります。

1)可変な酸化数
  遷移金属はd軌道に電子を持ち、複数の酸化状態を取ることがで
  きます。たとえば、鉄は+2と+3の酸化数を取ります。
2)強い金属結合
  遷移金属は高い融点や沸点を持ち、硬く、強度が高いです。
3)カラー化合物
  d軌道の電子配置により、遷移金属の化合物はしばしば鮮やかな
  色を持ちます。例えば、銅の化合物は青や緑色を示します。
4)磁性
  一部の遷移金属は未対電子を持つため、磁性を示すことがあり
  ます。特に鉄、コバルト、ニッケルは強い磁性を持っています。

2.錯イオン
錯イオンは、金属イオンが配位子(分子やイオン)に囲まれている
複雑なイオンです。錯イオンは、遷移金属イオンが多くの配位子を
引き付けるために形成されます。

1)配位数
  金属イオンに結合する配位子の数です。例えば、[Cu(NH₃)₄]²⁺
  では、銅イオンに4つのアンモニア分子が結合しています。
2)錯体の安定性
  錯イオンの安定性は金属の種類や配位子の種類によって異なり
  ます。
3)色
  錯イオンも遷移金属のd電子が原因で特徴的な色を示します。

3.鉄の性質と化合物
鉄(Fe)は代表的な遷移金属で、+2(鉄(II)、Fe²⁺)および+3
(鉄(III)、Fe³⁺)の酸化状態を取ります。

1)鉄の性質
  鉄は磁性を持ち、硬いが展性も高いです。酸素と反応して酸化
  鉄(Fe₂O₃)を形成し、赤褐色のサビになります。
2)主な化合物
  ・硫酸鉄(II)(FeSO₄):青緑色の結晶。
  ・硫酸鉄(III)(Fe₂(SO₄)₃):黄色の結晶。
  ・酸化鉄(II)(FeO)と酸化鉄(III)(Fe₂O₃):それぞれ黒色
   と赤褐色の固体。

4.銅の性質と化合物
銅(Cu)も遷移金属で、+1(銅(I)、Cu⁺)および+2(銅(II)、Cu²⁺)
の酸化状態を取ります。

1)銅の性質
  電気や熱をよく導き、柔らかく展性がある。酸化されると、青
  緑色のサビ(緑青)ができます。
2)主な化合物
  ・硫酸銅(II)(CuSO₄):水和物は青色結晶(五水和物、CuSO₄·5H₂O)、
   無水物は白色。
  ・酸化銅(II)(CuO):黒色の固体。
  ・酸化銅(I)(Cu₂O):赤色の固体。

5.銀の性質と化合物
銀(Ag)は遷移金属の一種で、+1の酸化状態(Ag⁺)を主に取ります。

1)銀の性質
  非常に優れた導電性と反射性を持ち、展性も高い。酸素とは反
  応しませんが、硫化水素と反応して黒色の硫化銀(Ag₂S)を生
  成します。
2)主な化合物
  ・硝酸銀(AgNO₃):無色の結晶で、水に溶けやすい。光に敏
   感で、写真フィルムの材料として使われます。
  ・酸化銀(I)(Ag₂O):茶色の固体。

これらの遷移金属は、多彩な化学的性質を示し、産業や日常生活に
おいても非常に重要です。

【Remarks】
Special thanks to Pixabay for free photos.

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Frank

■ 兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■ goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■ 趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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