金属元素の概要
25分 Part 3 / Ch6 / Lesson 1
前提レッスン: 1-2-6
到達目標
- イオン化傾向と金属の反応性を理解する
- アルカリ金属・アルカリ土類金属の性質を説明できる
- 遷移金属の特徴を知る
イオン化傾向
イオン化傾向: 金属が水溶液中で陽イオンになりやすい順序。
覚え方: 「リッチに貸そうかな、まぁあてにすんな、ひどすぎる借金」
| 反応性 | 金属 | 水との反応 | 酸との反応 |
|---|---|---|---|
| 非常に大きい | Li, K, Ca, Na | 常温の水と反応 | 激しく反応 |
| 大きい | Mg, Al, Zn, Fe | 熱水・水蒸気と反応 | 希酸と反応 |
| 小さい | Cu, Hg, Ag | 反応しない | 酸化力のある酸のみ |
| 非常に小さい | Pt, Au | 反応しない | 王水のみ |
アルカリ金属（1族: Li, Na, K）
アルカリ金属の特徴:
- 柔らかい金属（ナイフで切れる）
- 密度が小さい（Li, Na, K は水に浮く）
- 水と激しく反応して水素を発生（Na + H₂O → NaOH + ½H₂↑）
- 炎色反応で特有の色を示す（Li: 赤、Na: 黄、K: 紫）
アルカリ土類金属（2族: Ca, Sr, Ba）
- アルカリ金属より硬く、密度も大きい
- 水と反応（Ca は常温で穏やかに）
- 炎色反応: Ca: 橙赤、Sr: 紅、Ba: 黄緑
遷移金属
遷移金属の特徴:
- 複数の酸化数をとる（例: Fe²⁺, Fe³⁺）
- 有色の化合物が多い
- 触媒としてはたらくものが多い
- 代表例: Fe, Cu, Zn, Ag, Au, Pt
鉄の化合物の色:
| イオン | 色 |
|---|---|
| (aq) | 淡緑色 |
| (aq) | 黄褐色 |
| 白色（→緑色→赤褐色に酸化） | |
| 赤褐色 |
銅の化合物の色:
| 化合物 | 色 |
|---|---|
| (aq) | 青色 |
| 青色結晶 | |
| (無水) | 白色 |
| 青白色 |
確認クイズ
Q1 次のうち、希塩酸と反応して水素を発生する金属は?
Q2 Na の炎色反応の色は?
Q3 遷移金属の特徴でないものは?
演習
問1. 次の金属を、イオン化傾向が大きい順に並べよ: Cu, Zn, Fe, Ag, Na
解答・解説
イオン化列より: Na はアルカリ金属で最も大きく、Zn > Fe > Cu > Ag の順です。
問2. 硫酸銅(II)水溶液に鉄釘を入れると何が起こるか、反応式とともに説明せよ。
解答・解説
鉄は銅よりイオン化傾向が大きいため、 が になって溶け、 が として鉄釘の表面に析出します（赤褐色の銅が付着）。