化学と本の巻~nao blog~

様々な本(小説や実用書)または化学(高校生向け)に関するトピックを紹介していきます。

元素集 化学の巻↓

リン 硫黄 塩素 アルゴンについて(第3周期)

投稿日:5月 31, 2021 更新日:

・リン(P)について

リンは同素体が10種類ある。例えば白リンはリン酸カルシウムから電気炉を使いつくられそのときにできる透明でロウ状の固体である。白リンは毒性が強く50℃以上で自然発火する危険物である。よって水中で保管する必要がある。白リンを空気のない状態で300℃以上加熱すると赤リンに変化する。赤リンは毒性自体が弱く発火温度が260℃なのでマッチ箱の摩擦面に使われている。

 リンは危険なものばかりイメージがあるが私たちの体にあるDNAやRNAを構成する元素の一つであるなど人間にとっては大事な元素である。

分類非金属・窒素族
原子量30.973761998
地殻濃度1000ppm
色 / 形状無色(白リン)/ 固体
融点 / 沸点44.1℃ / 280.5℃(白リン)
密度 / 硬度1820 kg/m³ / ―(白リン)
酸化数―3,-2,0,+1,+2,+3,+5
存在場所リン灰石など

・硫黄(S)について

硫黄には同素体が3種類あり、斜方硫黄、単斜硫黄、ゴム状硫黄である。硫黄は常温では斜方硫黄の黄色い結晶となり安定するので自然でも単体で産出される。この斜方硫黄を95.6℃以上に加熱して結晶化させると針状の単斜硫黄に変化する。硫黄を160℃くらいにまで加熱して液状にしてから水中などに注いで急冷すると硫黄原子が直射状に繋がったゴム状硫黄ができる。

 生ゴムに硫黄を加えると硫黄がゴムの分子をつなぎ合わせて網目状の構造をつくりだす。こうするとゴムの弾力性が増す。また硫酸(H2SO4)は世界一の生産量を誇り化学薬品、プラスチック、火薬、石油の生成などに使われている。人間の体にも硫黄は大切でそれがタンパク質を作るメチオニン(C5H7NO3S)、システイン(C3H7NO2S)といったアミノ酸の成分にある。皮膚、髪、爪には沢山のシステインがある。

 温泉などに行くと臭いがそれは硫黄と水素が結合した硫化水素が原因である。

分類非金属・酸素族
原子量[32.059 , 32.076]
地殻濃度260ppm
色 / 形状淡黄色 / 固体
融点 / 沸点112.8℃(斜方晶系) / 444.647℃
密度 / 硬度2070 kg/m³(斜方晶系) / 2
酸化数―2,―1,0,+1,+2,+3,+4,+5,+6
存在場所火山の火口付近、硫黄鉱物など

・塩素(Cl)について

塩素は単体では常温では気体で黄緑色である。かつ刺激臭があり毒性があるので危険である。塩化ナトリウムを電気分解することでつくられる。この塩素が含まれている次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムには漂白、殺菌作用があるので水道水やプールの水はこれを用いて殺菌している。

 塩素は様々な有機化合物(塩化メチレン、クロロホルムなど)にも使われていて工業製品なども沢山つかわれている。

分類非金属・ハロゲン
原子量[35.446 , 35.457]
地殻濃度130ppm
色 / 形状黄緑色 / 気体
融点 / 沸点―100.98℃ / -34.05℃
密度 / 硬度3.214 kg/m³ / ―
酸化数-1,0,+1,+3,+4,+5,+6,+7
存在場所岩塩、海水中など

・アルゴン(Ar)について

アルゴンは常温で無色無臭の気体で空気の1.4倍ほどの重さがある。私たちの身近にある空気中には窒素、酸素についで3番目に多い。蛍光灯や白熱電球に使われている。ガラス管にアルゴンを入れ電圧をかけると青白く発光する。

アルゴンは他の物質とほとんど反応しないので欧米では食品の酸化防止のために容器の中にアルゴンガスを加えることがあるにゃ!

分類非金属・希ガス
原子量39.948
地殻濃度1.2ppm
色 / 形状無色 / 気体
融点 / 沸点―189.2℃ / ―185.86℃
密度 / 硬度1.7837 kg/m³ / ―
酸化数0
存在場所空気体積のほぼ1%

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