周期表クイズ
わずか数秒間だけ存在する元素が、実験室で何種類も確認されています。
元素の数字ではなく、その背景にある物語に焦点を当てた周期表の知識クイズです。記号がなぜそのような形をしているのか、どの元素に名前をつけたのは誰か、どの元素が変わった振る舞いをするのか、そうした話題が出題されます。
ご存知でしたか？
- ヘリウムは地球で発見される前に太陽で発見されました。1868年に日食中に太陽光を研究していた天文学者たちは、既知の元素とは一致しない色を観察しました。太陽を意味するギリシャ語のheliosにちなんで命名され、わが地球で検出されたのは1895年のことです。
- アルミニウムは地球の外殻で最も一般的な金属ですが、19世紀中盤には金を生成するよりも生成が難しいものでした。1884年に、ワシントン記念塔のキャップとして選ばれました。2年後に安価なプロセスが発明され、価格は大暴落しました。
- テクネチウム（元素43）は人工的に製造された最初の元素でした。1937年にアメリカの加速器で爆撃された金属片の中で確認され、イタリアに送られて研究されました。その名前はギリシャ語の「人工的な」に由来しています。
周期表がどのように作られたか
19世紀中盤までに、化学者たちは約60の元素について知っており、そのうちのいくつかが互いに「親戚」のような性質を持つことに気づいていました。1869年にロシアの化学者ドミトリ・メンデレーエフは、既知の元素を原子量順に配列し、それらの性質が規則的な間隔で繰り返されることを発見しました。彼の表はこんなにうまく機能したので、その後すぐに受け入れられました。ただし、その時点では誰もこのパターンがなぜ存在するのか理解していませんでした。彼は測定した重さがパターンに合わない要素をいくつか並べ替え、データよりもパターンを信頼しました。
パターンがなぜ機能するのか
説明は20世紀に来ました。1913年にイギリスの物理学者ヘンリー・モーズレーは、各元素の原子核に正の電荷の固定数、つまり原子番号があること、そしてこの数は重量ではなく真の順序を決めることを示しました。その後、電子に関する研究により、繰り返される振る舞いが説明されました。同じ列に属する元素は外側の電子の配置が同じであり、これは他の原子との結合方法を決定しています。
金属とその他
約4分の3の元素は金属です。それらは周期表の左側と中央を占めており、炭素や酸素などの非金属および空気中のガスは右側に位置しています。最も右の列には、ほぼ何とも反応しないガスが含まれています。地球上に自然に発生する元素は約90種類だけです。最も軽い2つの水素とヘリウムは、宇宙のほぼすべての通常の物質を構成しています。
人間が作った元素
最も重い元素は自然界には存在しません。それらは粒子加速器で1種類の原子核を別の原子核に衝突させることで、一度にわずか数原子ずつ生成され、そのほとんどはほぼ即座に分解します。2016年に4つのそのような元素が正式名称を受け取り、7番目の行が完成し、合計118に達しました。そのうちの1つであるニホニウムは、アジアで発見された最初の元素でした。