元素を原子番号の順に並べたものを元素の周期表と言います。現在使われている周期表は、ロシアのメンデレーエフという科学者が考えたものです。周期表からは元素の性質について多くの事を知る事ができますので、きちんと暗記しておくと同時に、元素の周期性についてしっかりと意味を理解しておきましょう。

メンデレーエフは原子を原子番号の順番に並べると、性質に周期性があることに着目し、似たような元素が縦に並ぶように並べた表を発表しました。

メンデレーエフが周期表を発表した当時、Ge、Sc、Gaなど複数の元素はまだ見つかっていませんでした。メンデレーエフ以外の科学者たちは発見されていないこれらの元素を無視して周期表を作ったため、彼らの周期表にはやや無理が生じました。しかし、メンデレーエフはこれらの元素が入る部分を大胆にも空欄にして発表し、その空欄に入るはずの元素の性質について詳細な予言をしました。

その予言を信じる人は最初は少なかったのですが、6年後にゲルマニウム10年後にスカンジウムが発見されると、それらの性質がメンデレーエフの予言にあまりにみごとに当てはまったため、彼は一気に有名人となりました。

さて、次は、周期表上での位置と元素の性質について説明します。前回お話ししたように、元素の性質とは電子を手放しやすいか、受け取りやすいかによって決まります。

まず、同じ周期の元素の性質が、族番号によってどのように変化するかを見てみましょう。

まず、前回の講義を思い出してください。
電子数が少ない元素は最外殻の電子を使って陽イオンになりやすく、電子数が多い元素は閉殻またはオクテットになるまで陰イオンになりやすいんでしたね。

ですから、周期表の右のほうにある、つまり、族番号が大きな元素ほど陰イオンになりやすくなります。一方で、周期表の左の方にある、つまり、族番号が小さな元素ほど陽イオンになりやすくなります。

例えば第2周期の元素であれば下のように、Li、Be、Bは陽イオンになりやすく、N、O、Fは陰イオンになりやすくなります。

ただし、14族の元素、Cは最外殻電子が4つなのでどっちつかずで、イオンになりにくく、18族の元素、Neは最外殻がオクテットになっているので、イオンになりません。

前回は、この理由を「楽だから」という非科学的なもので片づけていました。今日は、なぜ右の方に行くほど陰イオンになりやすいのかを科学的に説明しようと思います。

まず、陽イオンになりやすいという事は、電子を引き付ける力が弱いという事ですね。また、陰イオンになりやすいということは、電子を引き付ける力が強いという事です。

原子核が電子を引き付ける静電気力は、距離と電荷の大きさによって決まります。Li～Neは、最外殻がL殻なので、原子核と電子の距離は同じです。一方、族番号が大きくなるほど原子核中の陽子数は増加しますから、原子核が電子を引き付ける力は族番号が大きくなるほど大きくなっていくのです。

結果、同じ周期で比較すれば、族番号が大きければ大きいほど原子核が電子を引き付ける力は大きくなり、陰イオンになりやすくなるのです。

では次に、同じ族の元素の性質が周期によってどのように変化するかを見てみましょう。
第1周期の元素は最外殻がK殻、第2周期はL殻、第3周期はM殻ですね。という事は、下のほうにある(周期の大きな)ものほど、最外殻電子と原子核の距離は大きくなります。

従って、同じ族の元素で比較すると、周期の大きなものほど電子を引き付ける力が弱くて陽イオンになりやすく、周期の小さなものほど電子を引き付ける力が強くて陰イオンになりやすくなります。

これらをまとめると周期表では、右上の方に有るものほど陰イオンになりやすく、右下の方に有るものほど陽イオンになりやすくなるということです。ただし希ガスはイオンになりにくいので注意しましょう。

※：遷移元素は全て最外殻電子が1つまたは2つなので、全て陽イオンになりやすい元素ばかりです。したがって、遷移元素は族ごとではなく、周期ごとに似たような性質を示します。教科書的に言うと、『隣り合ったもの同士の性質が似ている』となります。

【ここは大学入試の範囲ではありません】

遷移元素はなぜ最外殻電子数が1または2なのか

遷移元素はなぜ最外殻電子数が1または2なのか。それを説明しようと思います。