化学
高校生
解決済み

典型元素は遷移元素に比べて融点が低いという考え方であってますか?

回答

✨ ベストアンサー ✨

あってます。
なお3族~11族の真ん中付近の7族や8族の元素が融点・密度ともに高くなります。
理由は少し難しいですが、知りたければお教えします。

たぴたぴ

ありがとうございます!!
お時間よろしければ知りたいです!!

上の説明に誤りがありました。密度は結合の強さ以外に原子量も関係するので7族が最大にはなりません。

前提として、典型元素の金属元素の単体と遷移元素の単体を比べます。非金属の単体は別の話です。

金属結合は陽イオンが自由電子によりくっついています。自由電子が多ければ多いほど強固な結合となります。

第4周期の電子配置を見ていきます。
▶️1,2族
最外殻のN殻に1,2個の電子が入り、それらが自由電子となります。
例えばCaはK2 L8 M8 N2と入っています。
M殻は18個電子を入れることができますが、先に外側に2個入ります。

▶️3~12族
N殻の電子はそのまま2個を保ち、M殻に1つずつ電子が入る電子配置になっています。(N殻が1個になる元素もある)
例えばFeはK2 L8 M14 N2です。

3~12族までにM殻の空いている10席分が埋まります。
このとき、M殻に入る電子は2つで1対の電子対になります。電子対になると自由電子として動けません。
なので、3~7族(M殻に1~5個入っていく)につれ、自由電子が増えていき、8~12族はそれらが電子対になっていくので自由電子が減っていきます。

なので7族8族あたりが自由電子が一番多く、金属結合が強く、融点が高くなります。

▶️13~18族
M殻の電子が埋まると、急に金属結合は弱くなります。そして族が右にいくにつれて閉殻に近付くので自由電子も少なくなり融点も低くなります

たぴたぴ

ありがとうございます!!
なるほど!対になってない自由電子の量によって結合の大きさが決まるということですか?

そういうことです。
典型元素でもNa<Mg<Alの順に融点が高くなります。

M殻の9~18個目に入る電子は金属結合に特に強く働きます👋

たぴたぴ

わかりました!
ありがとうございました!

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