化学と本の巻~nao blog~

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元素集 化学の巻↓

ゲルマニウム ヒ素 セレン 臭素 クリプトン(第4周期)

投稿日:6月 11, 2021 更新日:

・ゲルマニウム(Ge)について

単体のゲルマニウムは硬くてもろい灰白色の金属である。カーボライト、ストット石などに含まれている。ゲルマニウムは健康効果があると聞いたことがある読者がいるかもしれないが実は化学的には確認されていない。

 ゲルマニウム酸化物はペットボトルの材料であるPET樹脂を合成する際の触媒として用いられている。このゲルマニウム酸化物を触媒としたときは熱に強い高品質の製品をつくることが可能である。さらに赤外線を吸収しないのでレンズや赤外線透過ガラスにも活用されている。

分類半金属・炭素族
原子量72.630
地殻濃度1.8ppm
色 / 形状灰白色 / 固体
融点 / 沸点937.4℃ / 2834℃
密度 / 硬度5323 kg/m³ / 6
酸化数+2 , +4
存在場所カーボライト、ストット石など

・ヒ素(As)について

ヒ素は半金属である。ヒ素と聞いて毒のイメージが強いはずである。例えば屋台のカレーに含まれていた事件などが印象にある人もいるはずだ。確かにヒ素は純水なヒ素、ヒ素化合物どちらにも強い毒性がある。しかしヒ素は私たちの生活の一部で大活躍している。ガリウムヒ素は半導体の材料として携帯端末や高速LAN機器、発光ダイオードなどに使われている。実はヒ素は薬にも使われている。亜ヒ酸(As2O3)は急性前骨髄球性白血病の治療薬に使われている。

分類半金属・窒素族
原子量74.921595
地殻濃度1.5ppm
色 / 形状灰色 / 固体
融点 / 沸点817℃ / 603℃
密度 / 硬度5730 kg/m³ / 3.5
酸化数-3,+3,+5
存在場所雄黄、鶏冠石など

ヒ素は硫黄、鶏冠石に含まれているにゃ。土や水などにも微量含まれているにゃ。

・セレン(Se)について

セレンは同素態が数種類ある。特に灰色セレンは常温で安定している。灰色セレンは半導体と光を当てると電気が流れ暗くなると戻るという性質が大きな特徴である。赤色セレンや黒色セレンは硫黄によく似た性質をもっている。実はこのセレンは硫黄や硫化物に存在している。また日本の生産料が日本一ではあるが世界全体としては生産料が少ないので再利用していくことが大事である。

 セレンは毒性があることがわかったので今までセレンを使っていた製品(コピー機の感光ドラム)は少しずつ違う物質に変わってきている。毒性はあるが人体にとっては必須元素であり、抗炎症、免疫促進といった性質がある。

分類半金属・酸素族
原子量78.971
地殻濃度0.05ppm
色 / 形状灰色 / 固体
融点 / 沸点220.2℃ / 684.9℃
密度 / 硬度4790 kg/m³ / 2
酸化数-2,+1,+4,+6
存在場所硫黄、硫化物に少量

・臭素(Br)について

臭素は常温では液体である。非金属元素の中に常温で液体なのは臭素だけである。臭素は沸点が58.8℃で蒸発すると赤褐色の気体になる。また毒性があり塩素に臭素は似ているので体に吸収されやすい。なので臭素を摂取するのは危険である。また臭化メチル(CH3Br)は土壌の滅菌剤などに使われていたがオゾン層を破壊する物質であることが分かったので現在は使われていない。

臭素は海水中に存在している。イスラエルとヨルダンにまたがる死海は臭素の濃度が他より0.4%高い。なのでよく臭素が生産されている。日本でも臭素はよく取れている。

分類非金属・ハロゲン
原子量[79.901 ,79.907]
地殻濃度0.37ppm
色 / 形状赤褐色 / 液体
融点 / 沸点-7.2℃ / 58.78℃
密度 / 硬度3120 kg/m³ / -
酸化数-1, 0, +1 ,+3 ,+4 ,+5 ,+7
存在場所海水中など

フィルム写真がはやっていた頃、臭化銀が感光剤として使われていた。なのでブロマイドは臭化物(bromide)からきているにゃ!

・クリプトン(Kr)について

クリプトンは希ガスの仲間で不活性(他の元素と反応しにくい)性質をもつ。しかし放電、光化学などの処理をすると反応し化合物を少しつくることができる。クリプトンはアルゴンより放射効率がよく熱が発生しにくいので白熱電球に封入するとアルゴンよりフィラメントを長持ちさせることが可能である。

 クリプトンには様々な同位体がある。ウランやプルトニウムが核分裂すると放射性同位体であるクリプトン85(Kr85)が発生する。

分類非金属・希ガス
原子量83.798
地殻濃度0.00001ppm
色 / 形状無色 / 気体
融点 / 沸点―156.6℃ / ―153.35℃
密度 / 硬度3.733 kg/m³ / -
酸化数0、+2
存在場所空気中に微量

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