化学と本の巻~nao blog~

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元素集 化学の巻↓

ハフニウム~金(第6周期)

投稿日:7月 6, 2021 更新日:

・ハフニウム(Hf)について

ハフニウムは銀白色の金属で空気に触れると酸化するが丈夫な酸化皮膜へと変化するので内部は腐食されにくい。ハフニウムが発見されたのは1923年と比較的に元素の中では新しい方である。ハフニウムは耐久性があり中性子を吸収しやすいという性質がある。よって原子炉内でウランの連鎖反応を抑える役割の制御棒に用いられている。

分類遷移金属
原子量178.49
地殻濃度5.3ppm
色 / 形状銀灰色 / 固体
融点 / 沸点2230℃ / 5197℃
密度 / 硬度13310kg/m³ / 5.5
酸化数+1,+2,+3,+4
存在場所

・タンタル(Ta)について

タンタルはニオブと化学的性質が似ている。銀白色で光沢があり硬く腐食に非常に強い。なのでタンタルータングステン合金やタンタルータングステン合金といった合金が化学プラントに使われている。またタンタルをコンデンサーにすると小型で容量の大きい電子部品をつくることができるので携帯電話やパソコンの小型化、高性能化に貢献している。タンタルは人体とほとんど反応しないので医療現場でも活躍している。人工骨または関節、歯科治療用のインプラントの素材としても活躍している。

分類遷移金属
原子量180.94788
地殻濃度2ppm
色 / 形状銀灰色 / 固体
融点 / 沸点2985℃ / 5510℃
密度 / 硬度16654kg/m³ / 6.5
酸化数-3,-1,+1,+2,+3,+4,+5
存在場所タンタル石、サマルスキー石など

・タングステン(W)について

タングステンは純水なものはやわらかいが、不純物が混ざると硬くなる。やはりタングステンと言えば融点が3407℃ととても高く、すべての金属元素の中で一番高いことである。なので白熱電球のフェイラメントに用いられている。炭化タングステン(タングステンと炭素の化合物)は切削工具や機械の材料にも使われるほど硬い。実はタングステンは摩耗にも強い。炭化タングステンとコバルトの混合物の超硬合金はドリルなどに使われている。タングステンは中国が一番供給している。世界の約8割ほどである。

分類遷移金属
原子量183.84
地殻濃度1ppm
色 / 形状銀灰色 / 固体
融点 / 沸点3407℃ / 5555℃
密度 / 硬度19300kg/m³ / 7.5
酸化数-4,-1,+2,+3,+4,+5,+6
存在場所灰重石、鉄マンガン重石など

タングステンは耐熱性が最強だにゃ!

・レニウム(Re)について

レニウムはタングステンに次に融点が高い元素である。酸化化合物になると電気伝導率が高くなる。質量分析計のフィラメント、高温測定用の温度計の部品、ロケットエンジンなどの超耐熱合金に使われている。レニウムは地殻中の存在量が少なくとても高価である。

分類遷移金属
原子量186.207
地殻濃度0.0004ppm
色 / 形状銀灰色 / 固体
融点 / 沸点3180℃ / 5596℃
密度 / 硬度21020kg/m³ / 7
酸化数-3, 0 ,+1,+2,+3,+4,+5,+6
存在場所

レニウムは融点、密度、電気伝導率共に高い元素だにゃ~~

・オスミウム(Os)について

オスミウムは青白色の金属で、元素の中で最も密度が高い。地殻にはほとんどなく地球の核にほとんどあるのではないかと推察されている。オスミウムは酸化されやすく負圧の状態では室温の温度で酸化してしまい猛毒の気体である四酸化オスミウムに変化する。オスミウムはイリジウムとの合金の形で産出されることが多い。このオスミウムとイリジウムの合金は酸やアルカリに耐性があるので万年筆のペン先やレコード針などに使われている。

分類遷移金属
原子量190.23
地殻濃度0.0004ppm
色 / 形状青白色 / 固体
融点 / 沸点3045℃ / 5012℃
密度 / 硬度22570kg/m³ / 7
酸化数-2, 0 ,+1,+2,+3,+4,+5,+6,+7,+8
存在場所

・イリジウム(Ir)について

イリジウムは腐食に全ての金属の中で一番強く、熱した王水にもほとんど溶けることないが硬くて脆い性質がある。イリジウムとロジウムの合金は耐熱特性があり、自動車の点火プラグに使われる。イリジウムと白金の合金は摩耗と磨食に強く不溶界電極、電子部品などの接点材料などで利用される。イリジウムは地球の地殻に存在する量は少ない。しかし恐竜が絶滅した時代の地層にはたくさんイリジウムが存在していたことがわかったので隕石にたくさんイリジウムは含まれていたのではないかと言われている。

分類遷移金属
原子量192.217
地殻濃度0.000003ppm
色 / 形状銀白色 / 固体
融点 / 沸点2443℃ / 4437℃
密度 / 硬度22420 kg/m³ / 6.5
酸化数+1,+2,+3,+4,+5,+6
存在場所白金鉱

1kgの基準に使用されているにゃ。けど精密性に課題があってまた新しい1kgの基準が生まれるにゃ!

・白金(Pt)について

白金はプラチナと呼ばれて有名な銀白色の美しい光を放つ金属である。王水以外には溶けないほど酸への耐性が高い。耐食性にも優れており化学的に強く安定していている。宝飾品として人気があり金と同等またはそれ以上に高価である。日本では触媒として利用されることが多く、様々な触媒反応に利用されている。体積比で100倍以上の酸素や水素と反応する能力がある。この能力からさまざまな化学物質の合成、製造にこの触媒としての技術が使われている。白金の触媒高価は環境技術にも貢献している。自動車には排気ガスに含まれている炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を一度に除去する浄化装置がありこれに白金、パラジウム、ロジウムが使用されている。

分類遷移金属
原子量195.084
地殻濃度0.001ppm
色 / 形状銀白色 / 固体
融点 / 沸点1769℃ / 3827℃
密度 / 硬度21450 kg/m³ / 3.5
酸化数0,+2,+4,+5,+6
存在場所白金鉱など

・金(Au)について

金は波長の長い光を反射するので黄金色に輝いている。金は耐食性がたかく王水と青酸イオン(シアンイオン)を含む溶液以外で溶かすことができない。また金は軟らかくて加工しやすいという特徴がある。さらに展性、延性にも優れている。こういった性質から純金はとてもやわらかく銅、銀、白金といったほかの金属と混ぜて硬さを調製して装飾品を製造していることが多い。この金の含有率を表したのでカラット(K)である。このカラットは合金の重量を24としたときにそこに含まれる金の重量の割合を表す。つまり純金は24金(24K)と表記される。実は金は工業製品としての需要もとても高い。コンピュータの半導体素子や電子回路の基板、携帯電話などに使われている。

分類遷移金属
原子量196.966569
地殻濃度0.0011ppm
色 / 形状黄金色 / 固体
融点 / 沸点1064.18℃ / 2857℃
密度 / 硬度19320 kg/m³ / 2.5
酸化数-1, 0 ,+1,+3,+5,+6
存在場所自然金

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