元素の周期表では、各列はグループです。化学において、グループ（ファミリーとも呼ばれる）[ 1 ]は、化学元素の周期表における元素の列です。周期表には番号付きのグループが18あり、グループ2と3の間にある14のfブロック列には番号が付けられていません。グループ内の元素は、原子の最外殻電子の物理的または化学的特性（つまり、同じコア電荷）が類似しています。これは、ほとんどの化学的性質が最外殻電子の軌道位置によって支配されるためです。
現代の「グループ 1」から「グループ 18」までの番号付けシステムは、1988 年以来、国際純正・応用化学連合(IUPAC) によって推奨されています。 [ 2 ] 1-18 システムは、前の希ガスの原子の電子数を超える各原子の s、p、d 電子数に基づいています。互換性のない 2 つの古い命名スキームでは、使用するシステムに応じて、同じ番号が異なるグループに割り当てられる可能性があります。古いスキームは、米国でより普及しているChemical Abstract Service (CAS) と、1988 年以前の IUPAC (ヨーロッパでより普及している) で使用されていました。18 グループのシステムは化学コミュニティで一般的に受け入れられていますが、元素番号 1 と 2 (水素とヘリウム) の所属については異論があります。内部遷移金属に関する同様のバリエーションは教科書に依然として存在しているが、正しい位置は1948年から知られており、1988年（1～18の番号付けとともに）と2021年にIUPACによって2度承認されている。
元素グループは、最上位元素名で識別される場合もあれば、固有の名称が付けられる場合もあります。例えば、第16族は「酸素族」や「カルコゲン族」とも呼ばれます。例外として「鉄族」があり、これは通常第8族を指しますが、化学では鉄、コバルト、ニッケル、あるいは類似した化学的性質を持つ他の元素群を指す場合もあります。天体物理学や原子核物理学では、通常、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、マンガンを指します。
グループ名
現代のグループ名は 1 ～ 18 の番号で、14 の f ブロック列は番号が付けられていません (これらを合わせると周期表の32 列になります)。また、ハロゲンなどの慣用名もよく使われます。歴史上、ローマ数字の I ～ VIII と「A」および「B」の接尾辞に基づいたいくつかのグループ名が使用されました。 [ 3 ] [ 4 ]
a 第 1 族は水素 (H) とアルカリ金属から構成されています。この族の元素は最外殻に 1 つの s 電子を持っています。水素は金属ではないためアルカリ金属とはみなされませんが、他のどの族よりもアルカリ金属に類似しています。このため、この族はやや例外的な存在となっています。
b 14 の
f ブロック族(列) には族番号がありません。
c 第 3 族の正しい構成は、ここに示されているように、スカンジウム (Sc)、イットリウム (Y)、ルテチウム (Lu)、およびローレンシウム (Lr) です。これは、この問題に関する 1988 年
[ 5 ]および 2021 年
[ 6 ]の IUPAC 報告書によって支持されています。一般的な無機化学の教科書では、第 3 族にスカンジウム (Sc)、イットリウム (Y)、ランタン (La)、およびアクチニウム (Ac) を入れることが多く、その結果、Ce–Lu および Th–Lr が第 3 族と第 4 族の間の f ブロックになります。これは、歴史上の不正確な電子配置測定に基づいており、
[ 7 ]レフ
・ランダウと
エフゲニー・リフシッツは1948年には既にこれを誤りと考えていた。
[ 8 ]現代の文献では、これを擁護しようとする議論が時折見られるが、ほとんどの著者はそれらを論理的に矛盾していると考えている。
[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]一部の資料では、La–LuとAc–Lrをfブロックの行とする妥協案を採用している（ただし、これにより各行に15個のfブロック元素が与えられ、量子力学と矛盾する）ため、第3族のより重い元素は曖昧なままになっている。
[ 6 ]第3族元素#組成も参照。d
第 18族、希ガスは、メンデレーエフの最初の周期表の時点では発見されていなかった。
その後（1902年）、メンデレーエフはそれらの存在の証拠を受け入れ、それらは周期表の原理を破ることなく、一貫性をもって新しい「第0族」に分類できるとしました。r IUPACが推奨する族名。
グループ名一覧
- ^f貨幣金属：レントゲニウム（Rg）が貨幣金属とみなされるかどうかについては、著者によって意見が分かれている。レントゲニウムは他の貨幣金属と同様に第11族に属し、化学的には金と類似していると考えられている。 [ 18 ]一方、レントゲニウムは極めて放射性が高く半減期が短いため、その名前が示すように貨幣として使用することは実際にはできず、そのため除外されることもある。 [ 19 ]
- ^bトリエル（グループ 13）、ギリシャ語のtri: 3、III [ 14 ] [ 17 ]
- ^cテトレル（グループ 14）、ギリシャ語のtetra: 4、IV [ 14 ] [ 17 ]
- ^nペンテル（グループ 15）、ギリシャ語のpenta: 5、V [ 17 ]
CAS番号と旧IUPAC番号（A/B）
2 つの古いグループ番号システムがあります。CAS ( Chemical Abstracts Service ) と古い IUPAC です。どちらも数字(アラビア数字またはローマ数字) と文字AとBを使用します。両方のシステムで番号は一致しています。番号は、そのグループの元素のほぼ最大の酸化数を示し、同じ番号を持つ他の元素と類似した化学的性質を示します。番号は、ほとんどの場合、表の左側と右側で 1 回ずつ直線的に増加しますが (元素の酸化状態のリストを参照)、遷移金属では多少の不規則性があります。ただし、2 つのシステムでは文字の使い方が異なります。たとえば、カリウム (K) は価電子を1 つ持っています。したがって、グループ 1 に位置します。カルシウム (Ca) は価電子を 2 つ持っているので、グループ 2 に位置します。
旧IUPACシステムでは、文字AとBは周期表の左側(A)と右側(B)に割り当てられていましたが、CASシステムでは文字AとBは主族元素(A)と遷移元素(B)に割り当てられています。旧IUPACシステムはヨーロッパでよく使われていましたが、CASはアメリカで最も一般的です。新しいIUPAC方式は、同じ名前が異なる意味で使用されるという混乱を招くため、両方のシステムを置き換えるために開発されました。新しいシステムでは、標準周期表でグループを左から右に番号を増していくだけです。IUPACの提案は、1985年に一般からの意見を募るために初めて配布され[ 3 ]、その後、1990年版の無機化学命名法の一部として含まれました[ 20 ]。
参考文献
- ↑ 「周期表の用語」。www.shmoop.com 。2019年4月6日にオリジナルからアーカイブ済み。 2018年9月15日に取得。
- ↑ Fluck, E. (1988-01-01). "周期表の新しい表記法" . Pure and Applied Chemistry . 60 (3): 431– 436. doi : 10.1351/pac198860030431 . ISSN 1365-3075 .
- 1 2 Fluck, E. (1988). "周期表の新しい表記法" (PDF) . Pure Appl. Chem. 60 (3). IUPAC : 431– 436. doi : 10.1351/pac198860030431 . S2CID 96704008 . 2012年3月24日取得.
- ↑ IUPAC (2005). 「無機化学の命名法」(PDF)。
- ↑ Fluck, E. (1988). "周期表の新しい表記法" (PDF) . Pure Appl. Chem. 60 (3): 431– 436. doi : 10.1351/pac198860030431 . S2CID 96704008 . 2012年3月25日のオリジナルからアーカイブ(PDF) . 2012年3月24日取得.
- 1 2 Scerri, Eric (2021年1月18日). 「周期表の第3族に関する議論の暫定報告書」(PDF) . Chemistry International . 43 (1): 31– 34. doi : 10.1515/ci-2021-0115 . S2CID 231694898 . 2021年4月13日のオリジナルからアーカイブ(PDF) . 2021年4月9日取得.
- ↑ William B. Jensen (1982). "周期表におけるランタン（アクチニウム）とルテチウム（ローレンシウム）の位置". J. Chem. Educ . 59 (8): 634–636 . Bibcode : 1982JChEd..59..634J . doi : 10.1021/ed059p634 .
- ↑ LD Landau、EM Lifshitz (1958)。量子力学：非相対論的理論。第3巻（第1版）。パーガモンプレス。pp. 256–7。
- ↑ Jensen, William B. (2015). "周期表におけるランタン（アクチニウム）とルテチウム（ローレンシウム）の位置：最新情報" . Foundations of Chemistry . 17 : 23– 31. doi : 10.1007/s10698-015-9216-1 . S2CID 98624395 . 2021年1月30日のオリジナルからアーカイブ済み。 2021年1月28日取得。
- ↑ Scerri, Eric (2009). "Which Elements Belong in Group 3?" . Journal of Chemical Education . 86 (10): 1188. doi : 10.1021/ed086p1188 . 2023年1月1日取得.
- ↑ Chemey, Alexander T.; Albrecht-Schmitt, Thomas E. (2019). "新元素の合成による周期表の進化". Radiochimica Acta . 107 ( 9– 11): 1– 31. doi : 10.1515/ract-2018-3082 .
- ↑ Simmons, LM (1947). "周期表の修正". Journal of Chemical Education . 24 (12): 588– 591. Bibcode : 1947JChEd..24..588S . doi : 10.1021/ed024p588 .
- ↑グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショー、アラン (1997).元素の化学(第 2版). バターワース・ハイネマン. p. 227. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8。
- 1 2 3 Liu, Ning; Lu, Na; Su, Yan; Wang, Pu; Quan, Xie (2019). "Fabrication of gC 3 N 4 /Ti 3 C 2 composite and its visible-light photocatalytic capacity for ciprofloxacin degradation" . Separation and Purification Technology . 211 : 782–789 . doi : 10.1016/j.seppur.2018.10.027 . S2CID 104746665. 2019年8月17日取得。
- ↑ Jensen, William B. (2000). "周期律と周期表" (PDF) . 2020年11月10日にオリジナル(PDF)からアーカイブ済み。2022年12月10日に取得。
- ↑ Fernelius, WC; Loening, Kurt; Adams, Roy M. (1971). "グループと元素の名前". Journal of Chemical Education . 48 (11): 730– 731. Bibcode : 1971JChEd..48..730F . doi : 10.1021/ed048p730 .
- 1 2 3 4 Rich, Ronald (2007). Inorganic Reactions in Water . Springer. pp. 307, 327, 363, 475. doi : 10.1007/978-3-540-73962-3 . ISBN 9783540739616。
- ↑ Conradie, Jeanet; Ghosh, Abhik (2019). "Theoretical Search for the Highest Valence States of the Coinage Metals: Roentgenium Heptafluoride May Exist". Inorganic Chemistry . 58 (13): 8735– 8738. doi : 10.1021/acs.inorgchem.9b01139 . PMID 31203606 . S2CID 189944098 .
- ↑グロチャラ、ヴォイチェフ。マゼジ、ゾラン (2015)。「銀の化学(II): 特殊性の宝庫」王立協会の哲学的取引 A．373 (2037)。ビブコード: 2015RSPTA.37340179G。土井：10.1098/rsta.2014.0179。PMID 25666068。S2CID 45589426。
- ↑ Leigh, GJ『無機化学の命名法：勧告 1990』Blackwell Science、 1990年。ISBN 0-632-02494-1。
さらに読む
- Scerri, ER (2007).周期表、その歴史と意義. オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-530573-9。
