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こんにちは。
八千代緑が丘校の轟です。
生徒から化学についての融点についての質問から
始まったこのシリーズですが今日で第５話。
最近、午前中は五井駅前校での勤務が多いのですが、
五井駅前校の生徒たちにこのシリーズを案内したら
何人かが熱心に読んでくれました。
(3人で1つのスマホを使って読んでくれました。)
読みづらいところも多いかと思いますが、
そんな中、真剣に読んで頂けて
とても嬉しく思っています。
今日もこうやって読んで下さっている
皆様に感謝致します。
第１話：融点の周期性
http://www.jasmec.co.jp/cgi-bin/diaryopen/diaryopen02/diary.cgi?no=2937
第２話：原子間の結合をもたらしているものは何？
http://www.jasmec.co.jp/cgi-bin/diaryopen/diaryopen02/diary.cgi?no=2939
第３話：結合の始まりは共有結合から
http://www.jasmec.co.jp/cgi-bin/diaryopen/diaryopen02/diary.cgi?no=2940
第４話：共有結合 ⇒ 金属結合
http://www.jasmec.co.jp/cgi-bin/diaryopen/diaryopen02/diary.cgi?no=2942
さて、第１話で融点の周期性の特徴として
④1族元素(アルカリ金属)の単体の融点は、原子番号が大きくなる
に従って低くなる。
これは、原子番号が大きくなるに従って、価電子がより外側の
電子殻に存在し、原子間の結合力が弱くなるからである。
と書きましたが、今回はアルカリ金属は、原子番号が大きくなるに従って
原子間の結合力が弱くなる理由について書きたいと思います。
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第４話でアルカリ金属であるNaを題材として
金属結合について書かせて頂きましたが、
アルカリ金属はNaに限らず、空軌道を多く持ち、
またイオン化エネルギーがあまり大きくない
という特徴を持ちますから、金属結合をします。
ここで金属結合について思い出して頂きたいのですが、
その金属が持つ全ての電子が自由電子となって
結合に関与するわけではありません。
最外殻のs軌道にいる1つの電子が自由電子となって
結合に関与します。
ですから、原子番号が大きくなっても、アルカリ金属1つが持つ
自由電子は1つなのです。
要するに、ここでのポイントは、第何周期だろうと、
アルカリ金属同士で比較すれば、持っている自由電子の数は等しい
ということです。
では、アルカリ金属同士で比較した場合、
原子番号が小さいのと大きいのとで
何が異なるのかというと、原子核の陽子の数xと
内殻の電子の数yです。
ただ、内殻にあるy個の電子は平均すると原子核の
位置に電荷を集中させていることになるため
原子核の核電荷はy個の電子の電荷量だけ打ち消されている
と考えることができます。
ということはアルカリ金属の場合、x-y=1となりますから
イメ―ジとしては1つの電子と1つの陽子による引力によって
結合力を生み出しているような感じになります。
ですから、静電気力を式を考慮すると
以下のような理屈で、原子が大きくなる程
結合力が弱くなることがわかります。
このことを踏まえて、もう一度
融点の周期性の特徴④を見てみましょう。
④1族元素(アルカリ金属)の単体の融点は、原子番号が大きくなる
に従って低くなる。
これは、原子番号が大きくなるに従って、価電子がより外側の
電子殻に存在し、原子間の結合力が弱くなるからである。
と書きましたが、今回はアルカリ金属は、原子番号が大きくなるに従って
原子間の結合力が弱くなる理由について書きたいと思います。
今度こそ、しっくりと理解できたとなれば幸いです。
このシリーズもいよいよ次回で最終回。
最終回では分子間力について書き、
そこから、第１話で書いた融点の周期性の特徴⑤
の理由について書きたいと思います。
最終回もお付き合い頂けたら幸いです。
(八千代緑が丘校 轟)
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