高校無機化学②

今回は高校無機化学第2回目です。
前回登場した非金属元素についてまとめていきます。
特に、水素と18族元素(希ガス)についてまとめます。よかったら見ていってください。

・水素

水素
宇宙での存在比が最も大きい元素です。　
K核に1個の価電子を持ち、単体は二原子分子として存在します。
無色・無臭であり、全ての気体の中で最も軽い元素です。捕集する際は水に溶けにくいので水上置換法で捕集します。

実験室では亜鉛に硫酸を加えて発生させることが主流です。
キップの装置を用いた実験として有名ですね。

工業的には水の電気分解や石油から得られるナフサの熱分解から発生させることが主流です。

燃焼後に、二酸化窒素や二酸化硫黄などの有害な物質や二酸化炭素などの地球温暖化に影響を与える物質を生成しないため注目されており、
最近では燃料電池にも利用されています。

・希ガス

希ガス(貴ガス)
18族に属するHe, Ne,  Ar, Kr, Xe, Rn, Ogの7種類を希ガス元素といいます。
単体は、無色・無臭の気体として空気中にわずかに存在しています。
いずれも融点、沸点が低くそれらの値は原子番号が増加するほど高くなります。

希ガスの電子配置は極めて安定であり、他の原子と結合したり化合物をつくることはほとんどありません。よって、価電子は０とみなされます。
これは、電子配置が閉殻やオクテットの構造をとっているためです。
化合物の状態より原子の状態のほうが安定しているため、他種の原子と結合をつくらず、単原子分子として存在しています。
Xeのように原子半径が大きくなると、他の希ガス元素よりは最外殻電子が離れやすいため化合物をつくることもあります。

ヘリウムはヘリウムガスとして用いら有れ、飛行船やおもちゃなどに使用されています。
ネオンはおなじみのネオンサインとして、また、アルゴンやクリプトンは高温のフィラメントを守るために電球の中に充填されています。

・まとめ

今回は、非金属元素である水素と18族元素(希ガス)についてまとめました。
希ガス元素が単原子分子として存在する理由について
結合性軌道、反結合性軌道などの化学結合論からまとめた内容も書きたいと思っています。のんびり更新していくので末永くよろしくお願いします。
次回の高校無機化学は17族元素ハロゲンについてまとめる予定です。