質問: 人間の体に最も多く含まれる金属である、原子番号20、元素記号Caの元素は何でしょう?
回答: カルシウム

タイトル: カルシウム48
Caは軽い原子核としては異例なほど多くの中性子を持つが、唯一の放射性崩壊経路は、滅多に起こらない二重ベータ崩壊である。半減期は約6.4×10 年であり、ほとんどの実用的な目的には安定同位体として取り扱うことができる。この異常な安定性に寄与している要因の1つは、20と28がどちらも魔法数であり、Caは、二重魔法数原子核であるということである。

タイトル: カルシウム
カルシウムの原子番号20番は陽子の魔法数であり、安定同位体が4種と多い。さらに、中性子も魔法数である二重魔法数の同位体を2つ(Ca、Ca)持っている。Caは安定核種の列から外れた位置にあるにもかかわらず、天然存在率が約97 %と著しく高い。一方のCaも周囲を短寿命核種に囲まれながら、半減期430京年と極端に安定しており、存在率もCaの数十倍である。

タイトル: カルシウムの同位体
また、28も魔法数として知られているが、Caは中性子の数も魔法数であるから寿命が長いのだと一般に説明されている。現在の地球上に天然に存在するカルシウムの約97%は、Caである。したがって、標準原子量は40.078(4) uと、Caの質量に近い。カルシウムの地球上での一番軽い安定同位体は、Caである。この原子核は、陽子20個、中性子20個からなる。このように原子核を構成する陽子と中性子の数が同数で、地球上で安定して存在できる原子核としては、H、He、Li、B、C、N、O、Ne、Mg、Si、S、Ar、Caが知られている。これらの中で最も重いのが、このCaである。地球上で安定して存在できる原子核は、Caよりも重い原子核の場合、必ず陽子の数よりも中性子の数の方が多い。このようなことになっているのは、Caの陽子と中性子とが共に20という魔法数であるからだと一般に説明されている。

タイトル: 超原子価
 Musherによって、酸化数の最も低い状態でない15-18族の元素を持つ化合物として、1969年に初めて定義された。いくつかの特殊な超原子価化合物が存在する。

タイトル: 金属間化合物
金属間化合物(きんぞくかんかごうぶつ、英: intermetallic compound)は、2種類以上の金属によって構成される化合物。構成元素の原子比は整数である。成分元素と異なる特有の物理的・化学的性質を示す。構成元素が非金属である場合もあり、例として二ホウ化マグネシウム(MgB2, B: ホウ素は非金属)がある。MgB2 は2001年に転移温度 39 ケルビンの超伝導物質であることが分かり、一躍注目を浴びた。金属間化合物の種類には、下記のようなものがある。

タイトル: 酸化物
典型元素の酸化物は、周期表の族に特有の性質を示す(詳細は下に示す各元素族酸化物の項に詳しい)。

タイトル: キセノン
キセノン(英: xenon、独: Xenon [ˈkseːnɔn])は原子番号54の元素。元素記号はXe。貴ガス元素の一つ。ラムゼー (W. Ramsay) とトラバース(英語版) (M. W. Travers) によって1898年に発見された。常温常圧では無色無臭の気体。融点-111.9 °C、沸点-108.1 °C。空気中にもごく僅かに(約0.087 ppm)含まれる。固体では安定な面心立方構造をとる。一般に貴ガスは最外殻電子が閉殻構造をとるため、反応性はほとんど見られない。しかし、キセノンの最外殻 (5s5p) は原子核からの距離が離れているため、他の電子による遮蔽効果によって束縛が弱まっており、比較的イオン化しやすい(イオン化エネルギーが他の貴ガス元素に比べて相対的に低い)。このため、反応性の強いフッ素や酸素と反応して、フッ化物や酸化物を形成する。

タイトル: チタン
化合物中の原子価は+4価がもっとも安定であり、+2価および+3価のものも存在するが酸化されやすい。

タイトル: アルミニウムの歴史
本項では、アルミニウムの歴史(アルミニウムのれきし)について述べる。アルミニウムは原子番号13、原子量26.98の元素であり、標準状態では明るい銀色の金属である。アルミニウムが地殻で3番目に多い元素であるため、人類の活動にも広く使われている。金属という形のアルミニウムが人類に使われてきた歴史はそれほど長いものではないが、アルミニウムの鉱石である白礬/明礬は紀元前5世紀には知られており、古代から染料や都市の守備に使われていた。特に中世ヨーロッパにおいて明礬は染料として広く使われた。ルネサンス期の科学者は明礬を新しい土類の塩と信じており、啓蒙時代になってこの「新しい土類」は新しい金属の酸化物と証明された。

タイトル: 半金属
1957年、サンダーソンは、炭素、リン、セレンおよびヨウ素をホウ素、ケイ素、ヒ素、テルルおよびアスタチンとともに、特定の金属特性を有する元素の中間的な分類の一部として含め、ゲルマニウム、アンチモン、ポロニウムは金属に含めた。最近の事例では、2007年、ペティは、炭素、リン、セレン、スズおよびビスマスをホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウムおよびアスタチンとともに半金属のリストに含めた。これらのような一般的な半金属の近くに位置する元素は通常は金属もしくは非金属として分類されるが、しばしば半金属に近い (near-metalloid)などと呼ばれる。アルミニウム、スズおよびビスマスのようにこの緩やかなカテゴリーに入れられた金属には、例えば、変わった充填構造を取る、分子もしくは重合状態において共有結合を取る、両性金属としてふるまうといった性質を示す傾向がみられる。

タイトル: 鉛
全元素中で最も質量数の大きい安定同位体を持つ元素としてビスマスが挙げられることも多いものの、長らくビスマスの唯一の安定同位体だと信じられてきたBiは、実際には安定同位体ではなかったことが確認された。このため、通常、鉛が全元素中で最も質量数の大きい安定同位体を持つ元素として挙げられ、鉛の同位体の1つであるPbが、最も質量数の大きい安定同位体と言われている。また、ウランやトリウムなどの鉛よりも原子番号の大きな放射性元素が壊変すると、一般的に、最終的には鉛の同位体のうち、PbかPbかPbを生じるとされている。しかし、実は鉛にも安定同位体は1つも存在しないのではないかとも言われ始めている。事実、長らく安定同位体と信じられてきたPbも、実は安定同位体ではなかった。なお、元になった親核種により最終的に生成する鉛の同位体が異なるため(崩壊系列を参照)、鉛の同位体組成は産地ごとに違った特徴を持つ。

タイトル: C20H25N3O2
化学式:C20H25N3O2(モル質量: 339.431 g/mol)は、

タイトル: セシウム
人工的に作られる(ウランの核分裂により生ずる)セシウム137は、半減期30.07年の放射性同位体である。体内に入ると血液の流れに乗って腸や肝臓にベータ線とガンマ線を放射し、カリウムと置き換わって筋肉に蓄積したのち、腎臓を経て体外に排出される。セシウム137は、体内に取り込まれてから体外に排出されるまでの100日から200日にわたってベータ線とガンマ線を放射し体内被曝の原因となるため、危険性が指摘されている。セシウム137に汚染された空気や飲食物を摂取することで、体内に取り込まれる。なお、ヨウ素剤を服用してもセシウム137の体内被曝を防ぐことはできない。

タイトル: 周期表
K殻は2個の電子が入る1s軌道、L殻は2個の電子が入る2s軌道と6個の電子が入る2p軌道、以下、M殻(3s軌道=2個、3p軌道=6個、3d軌道=10個)、N殻(4s=2、4p=6、4d=10、4f=14)、O殻(5s=2、5p=6、5d=10、5f=14、...)、P殻(6s=2、6p=6、...)、Q殻(7s=2、...)となっている。このうち第4周期において、4s軌道は3d軌道よりも先に電子が満たされる傾向がある。そのためカリウム(同19)からニッケル(同28)まではM殻に空席がある状態でN殻の4s軌道に電子が配置され、これが最外殻として元素の性質を形作る。そして、周期表のへこんだ中央部にあるこの元素群は表の横方向で近似した傾向を備え、これらに該当する3–11族は遷移元素と呼ばれ、このような特性は第4周期以降の長周期と呼ばれる部分で現れる。

タイトル: 銀の同位体
8682(2) uである。

タイトル: アメリシウム
アメリシウム (英: americium [ˌæməˈrɪsiəm]) は原子番号95の元素。元素記号は Am。アクチノイド元素の一つ。第3の超ウラン元素でもある。安定同位体は存在しない。銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は六方最密充填構造 (HCP)。比重は13.67で、融点は995 °C (850-1200 °C)、沸点は2600 °C。展性、延性があり、希酸に溶ける。原子価は、+2〜+6価(+3価が安定)。化学的性質はユウロピウムに類似する。発見された同位体の中で最も半減期が長いのは、アメリシウム243の7370年である。

タイトル: チタン
外観は銀灰色を呈する金属元素であり、比重は4.5。融点は1668 °C、沸点は3285 °C(3287 °Cの報告もあり)であり、遷移金属としては平均的な値である。常温常圧で安定な結晶として六方最密充填構造を持つが、880 °C以上で体心立方構造に転移する。純粋なものは耐食性が高く、展性・延性に富み、引張強度が大きい(硬くかつ粘り強い)。空気中では常温で酸化被膜を作り内部が保護される。フッ化水素酸には徐々に溶けフルオロ錯体 (TiF6) を生成し、加熱下の塩酸に溶けて青紫色の3価のイオン (Ti) を生成する。アルカリ水溶液とはほとんど反応しない。150 °C以上でハロゲンと、700 °C以上で水素・酸素・窒素・炭素と反応する。安定な酸化数は+IIIまたは+IVである。磁石にわずかに引きつけられるほどの弱い常磁性や、きわめて低い電気伝導性・熱伝導性を持っている。

タイトル: ハロゲン化物
典型元素のハロゲン化物は、周期表の族に特有の性質を示す。

タイトル: C20H24N2O2
化学式:C20H24N2O2(モル質量: 324.417 g/mol)は、

タイトル: Sブロック元素
Sブロック元素とは、第1族元素(水素、アルカリ金属)、第2族元素(ベリリウム、マグネシウム及びアルカリ土類金属)及びヘリウムのこと。Sブロック元素は典型元素であり、周期ごとに2つの電子がs軌道に満たされる。ヘリウムを除いたSブロック元素は反応性が高かったり、第1族元素及び第2族元素は金属の中で融点が非常に低かったりと、似通った性質を示す。これは、電子配置の構造が同じであることによる。ちなみに、SブロックのSは英語の sharp に由来する。

タイトル: C20H22O6
化学式:C20H22O6(モル質量: 358.385 g/mol)は、

タイトル: コペルニシウム
コペルニシウムの化学的性質への関心は、118種の全ての既知の元素の中で、相対論的効果が最大であるという点から引き起こされた。コペルニシウムの基底状態での電子配置は[Rn] 5f 6d 7sであり、構造原理によると、周期表の第12族元素に属する。このように、コペルニシウムは水銀の重いホモログとして振舞い、金等の貴金属と強い二元化合物を形成する。コペルニシウムの反応性を調査する実験として、吸着エンタルピーを計算するために、さまざまな温度に保持された金の表面への吸着を調べる研究が集中的に行われた。7s電子の相対論的安定化のため、コペルニシウムはラドンに似た性質を示した。また、水銀とラドンの放射性同位体を同時に形成する実験により、吸着特性が比較された。コペルニシウムに関する最初の化学実験は、U(Ca,3n)Cn反応を用いて行われ、親種とされる同位体の半減期5分間の自発的核分裂により検出された。

タイトル: カリホルニウムの同位体
カリホルニウム(Cf)は安定同位体を持たない。そのため標準原子量を定めることはできない。

タイトル: 半金属
半金属という用語には、普遍的に合意された厳格な定義は存在せず、個々の元素の分類は「任意である」とされる。しかしながら、以下に示す金属-半金属-非金属の物理的、化学的性質の表のように、金属および非金属の性質と比較することで半金属の性質が浮かび上がる。これらは一般的な共通点を抽出しているので、いくつかの例外が存在している。上記の物理的、化学的性質のうち、脆さもしくは半導体性、またはその両方は、著しく特徴的な半金属の指標として用いられてきた。

タイトル: (6178) 1986 DA
1986 DAに存在する金属の量は、鉄100億トンとニッケル10億トンに加え、金が1万トンにプラチナが10万トン(研究が発表された1991年当時で時価900億ドルと1兆ドルに相当)に上るとも言われており、その資源価値が注目されている。

タイトル: C20H40O2
化学式:C20H40O2(モル質量: 312.53 g/mol)は、

タイトル: リチウム
24)×10、もしくはモル濃度で25 μmol/Lと比較的安定した濃度で存在している。熱水噴出孔ではより高濃度にリチウムが存在しており、その分率は7×10に達する。地殻中のリチウム濃度は重量分率でおよそ(20–70)×10にわたると見積もられており、地殻中で25番目に多く存在する元素である。リチウムは火成岩を構成する非主要な元素であり、中でも花崗岩で最大の濃度となる。リチウム鉱物であるリシア輝石や葉長石を含有するペグマタイトもまた多くリチウムを含んでおり、リチウム源として最も多く商業利用されている。もう一つの重要なリチウム鉱物にリチア雲母がある。新しいリチウム源としてはヘクトライト粘土があり、アメリカのWestern Lithium Corporation社によって活発に資源開発されている。

タイトル: 第3族元素
アクチノイド元素もランタノイド元素と性質がよく似ているが、+5価以上の高次酸化状態を取りやすい傾向がある。またランタノイド元素やアクチノイド元素のイオンは有色のものが多く、それらイオンの大半が常磁性を示す(La、Ce、Yb、Luが常磁性を示さない)。

タイトル: セシウム
これらの酸化物に対応した硫化物、セレン化物およびテルル化物も存在する。セシウムは他のアルカリ金属や金と合金をつくり、水銀とアマルガムをつくる。650 °C以下では、コバルト、鉄、モリブデン、白金、タンタル、タングステンとも合金をつくる。アンチモン、ガリウム、インジウム、トリウムとは、明瞭な金属間化合物をつくり、これらは感光性(英語版)がある。リチウム以外の他のアルカリ金属と混ざり、モル濃度で41%のセシウム、47%のカリウム、12%のナトリウムからなる合金は、すべての合金の中で最低の融点 (-78 °C) を持つ。いくつかのアマルガムが研究されていて、CsHg2 は紫色の金属光沢をもつ黒色物質で、CsHg は同様に金属光沢を持つ金色の物質である。セシウムは112から151までの幅の質量数(すなわち、原子核中の核子数)を持つ39種の既知の同位体を有する。

タイトル: リチウム
534という比重は全金属元素の中で最も軽く、水より軽い3つの金属元素のうちの一つ(残りの二つはナトリウムとカリウム)でもある。また、3582 J/(kg⋅K)という比熱容量は全固体元素中で最大である。その比熱容量の高さから、リチウムは伝熱用途において冷却材としてしばしば利用される。リチウムの熱膨張率はアルミニウムの2倍、鉄のほぼ4倍である。常圧、400 μK以下の条件で超伝導となり、20 GPaという高圧条件下においては9 K以上というより高い温度で超伝導となる。炎色反応においてリチウムおよびその化合物は深紅色の炎色を呈する。主な輝線は波長670.8 nmの赤色のスペクトル線であり、他に610.4 nm(橙色)、460.3 nm(青色)などにスペクトル線が見られる。リチウムは70 K(−203.15 °C)以下の温度で、ナトリウムと同じようにマルテンサイト変態を起こす。4.

タイトル: C20H25ClN2O5
化学式:C20H25ClN2O5(モル質量: 408.876 g/mol)は、

タイトル: ケイ素
常温・常圧で安定な結晶構造はダイヤモンド構造。比重2.33、融点1410 °C(1420 °C)、沸点 2600 °C(ほかに2355 °C、3280 °Cという実験値あり)。ダイヤモンド構造のケイ素は、1.12 eVのバンドギャップ(実験値)をもつ半導体である。これは非金属であるが、圧力(静水圧)を加えると、βスズ構造に構造相転移する。このβスズ構造のケイ素は金属である。更にケイ素には、シリセンという、ケイ素原子が環状に6個結びついた同素体がある。周期表において、すぐ上の元素は炭素だが、その常温常圧での安定相であるグラファイト構造は、ケイ素においては安定な構造として存在できない。

タイトル: 貴ガス化合物
貴ガス化合物(きガスかごうぶつ、英: noble gas compound)とは、周期表の最も右に位置する第18族元素、すなわち貴ガス元素を含む化合物の総称。

タイトル: C6H14
化学式:C6H14(モル質量: 86.175 g/mol)は、Wikipedia日本語版に以下の5項目(物質)がある。

タイトル: ダームスタチウム
+2の酸化状態でシアン化物(Pt(CN)2)を形成しやすい白金とは異なり、ダームスタチウムは中性状態を保ったまま多重結合の性質を持つ強いDs-C結合を形成し、Ds(CN)2を形成する傾向がある。標準状態では固体であり、電子電荷密度が異なるため、面心立方格子に結晶化するより軽い同族体とは異なり、体心立方格子に結晶化する。実測された中で最も密度が高いオスミウムの22.61 g/cmに対し、密度が約26-27 g/cmと非常に重い金属である。最外殻の電子配置は6d 7sと計算され、構造原理に従い、白金の最外殻電子配置5d 6sとは異なる。これは、第7周期元素に共通する7s電子対の相対論的安定化のためであり、そのため、原子番号104番から112番の元素で、構造原理に反する電子配置を持つものはない。原子半径は、約132 pmと推定される。