クイズ問題: 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?
答え: カルシウム

関連するWikipedia記事の抜粋:
title: アルゴン
text: 貴ガスの中では最も空気中での存在比が大きく、乾燥空気を構成する物質では第2位の酸素の 20.93% についで第3位の 0.93% である。空気中のアルゴンの存在比が貴ガス中最も大きいのは、自然界すなわち岩石中に存在していたカリウム40の一部 (11%) が電子捕獲によってアルゴン40となったためである。このため地球および火星など岩石惑星大気中ではアルゴン40の同位体比が圧倒的に大きいのに対し、太陽大気中ではアルゴン36の同位体が大部分を占める。 こうした事もあって地球上のアルゴンは原子量の重いものが偏っているため、アルゴン(原子番号18)は原子番号19のカリウムよりも平均原子量が大きくなっている。
title: 第1族元素
text: 第1族元素(だいいちぞくげんそ)とは、周期表において第1族に属する元素。水素・リチウム・ナトリウム・カリウム・ルビジウム・セシウム・フランシウムがこれに該当する。このうち、水素を除いた元素についてはアルカリ金属元素 (英: alkali metal) といい、単体では最外殻s軌道電子が自由電子として振舞うため金属的な性質を示す。
title: セシウム
text: セシウムは地殻中に平均およそ3 ppmの濃度で存在していると見積もられており、比較的珍しい元素である。これは、全ての元素の中で45番目の存在量であり、全ての金属の中では36番目である。それでもセシウムは、アンチモンやカドミウム、スズ、タングステンのような元素よりは豊富であり、水銀や銀よりは2桁多く存在するが、セシウムと化学的に密接に関連するルビジウムはさらに30倍ほど多い。
title: リチウム
text: 天然に存在するリチウムはLiおよびLiの2つの安定同位体からなっており、その天然存在比はLiが92.5パーセントと大半を占めている。この2つの天然同位体は両方とも、リチウムより軽い元素であるヘリウムおよび重い元素であるベリリウムと比較して核子に対する原子核結合エネルギー(英語版)が例外的に低く、これは安定な軽元素の中でもリチウムは例外的に核分裂反応を起こしやすいということを意味している。これら2つのリチウム天然同位体は、重水素およびヘリウム3以外のどんな安定核種よりも核子あたりの結合エネルギーが低い。この結果として、リチウムは太陽系において原子番号32番までの元素のうち25番目の存在量であり、リチウムは原子量が非常に軽いにもかかわらず一般的な元素ではない。
title: 第1族元素
text: 通常アルカリ金属に分類されるリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムは性質が非常に似通っている。ただしリチウムは直接窒素と反応するなど、一部の物性において他のアルカリ金属元素とは異なった性質を有している。
title: 周期律
text: 未発見の元素が発見されていき、周期表の空欄が埋まってくると、原子量順に並べるのでは不具合があることが分かってきた。例えばアルゴン(原子量 40.0)はその性質から明らかに希ガスに分類され、カリウム(原子量 39.1)はアルカリ金属に分類される。しかし、単純に原子量順に並べるとカリウムが希ガスに、アルゴンがアルカリ金属になってしまう。また、コバルト(原子量 58.9)とニッケル(原子量 58.7)では原子量の差がほとんど無く、遷移金属であるため性質も似ており周期表上の位置がはっきりと確定できない。
title: 第13族元素
text: 第13族元素のうちホウ素のみが安定な陽イオンを形成せず、もっぱら共有結合化合物を形成する。他のアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムは金属としての性質を示し、岩石に広く分布することからこれらの4元素は土類金属と呼ばれる。原子半径、イオン半径は周期が大になるにつれ大きくなるが、ホウ素が頭抜けて小さいのに対し、土類金属は他の典型元素と同程度である。
title: タンタル
text: タンタルの宇宙における存在度は重量比では0.08 ppb程度、原子数では全原子数の8×10パーセント程度とされ、原子数では安定元素として宇宙でもっとも希少である。宇宙において鉄より重い元素のほとんどは、超新星爆発や恒星内部での中性子捕獲反応によって生成される。中性子捕獲による元素生成では、鉄が中性子捕獲により質量数が大きな鉄の同位体になり、ベータ崩壊によって原子番号の1つ大きな元素となる反応を繰り返して、各種の同位体が生成されるが、中性子捕獲やベータ崩壊の起きやすさによって、どの同位体が多くなるかが決定され、この結果タンタルは希少なものとなっている。
title: 周期律
text: カリウムとカルシウムは4s軌道の電子が価電子となるため、前の周期のナトリウムとマグネシウムに対応する。しかし、スカンジウムでは3d軌道に電子が入る。価電子の数としては3つであり、これはアルミニウムと対応し、性質の類似する部分もある(例えば酸化数として+III価をとるなど)。だがアルミニウムの価電子はp軌道のものであるので、価電子の配置としては相似ではなく、性質の異なる部分も多い。このため以前はスカンジウムとアルミニウムは同じ3族とし、その中でアルミニウムは3A亜族、スカンジウムは3B亜族とする扱いがなされていた。しかし、現在では別の族として扱うことになっている(スカンジウムは3族、アルミニウムは13族)。
title: 貴金属
text: ルテニウム、ロジウム、パラジウム(これら3つをパラジウム類と言うことがある)、オスミウム、イリジウム、白金(これら3つは白金類と言うことがある)の6つの元素を「白金族元素」と言う。
title: インジウム
text: 右側の表の通り、自然界には質量数113のインジウムと質量数115のインジウムの2種が存在し、95%以上が質量数115のものである。この同位体は天然放射性同位体である。1つ以上の安定同位体を持つ元素の中で、天然放射性同位体が安定同位体より多く存在しているものとしてはインジウムの他にテルルとレニウムがある。
title: アルゴン
text: アルゴンは、地球大気中に窒素・酸素に次いで3番目に多く含まれている気体(水蒸気を除く) で、その容量パーセント濃度は0.93%である。地球上のアルゴンのほとんどは、質量数が40のもの(アルゴン40)であり、これは地殻中のカリウム40の崩壊により生成した。一方、宇宙においてはアルゴン36が最も多量に存在し、超新星爆発による元素合成により生成された。
title: 遷移元素
text: 一方、内殻軌道が閉殻の亜鉛、カドミウム、水銀(亜鉛族元素)は電子配置も化学的性質も典型元素の金属に近いので遷移元素とはされない。
title: ドブニウム
text: ドブニウムの化合物は4種類知られており、全て5価の化合物である。5価を取る性質はニオブやタンタルに類似している。
title: カルシウムの同位体
text: カルシウムの同位体(カルシウムのどういたい)には、4種類の安定同位体(Ca、 Ca、Ca、Ca)の他に、2種類の長寿命の放射性同位体(Ca、Ca)が、現在の地球上に天然に存在するカルシウムの同位体である。ただし、この他にCaは、Caが宇宙線由来の中性子を捕獲することで逐次生成されている、微量放射性同位体として極々微量ながら天然に存在する。なお、人工的に作られたカルシウムの同位体は、他に何種も知られている。
title: 半金属
text: 一般的にはホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルルの6元素が半金属とされ、セレン、ポロニウム、アスタチンの3元素がしばしば加えられる。炭素やリンなどは通常半金属とはされないものの、その同素体にはグラファイトや黒リンのような半金属性を有しているものが存在する。これらの半金属元素は周期表上において、おおよそホウ素からポロニウムまでを繋ぐライン上に現れるが、その境界線の引き方にもまた多くの議論がある。
title: ニッケル62
text: ニッケル62は安定同位体で、核子当たり8.7945 MeVと核結合エネルギーが最も強い核種である。核結合エネルギーが最も強い核種は鉄56であるという誤解が広まっているが、これは核子あたりの質量が最も小さい同位体である。この誤解は恐らく天体物理学から来たものと考えられる。恒星内元素合成では、光崩壊とアルファ反応が競合し、ニッケル62よりもニッケル56が多くできる。ニッケル56は超新星の寿命の最後でケイ素の燃焼過程の最終産物として得られる物質である。14個のヘリウム原子核がアルファ反応で結合したものである。もう1つのヘリウム原子核が結合した亜鉛60はエネルギーが高いため、超新星爆発の産物は最終的にここに落ち着く。
title: 第2族元素
text: 第2族元素(だいにぞくげんそ)は、周期表の第2族に属する典型元素でsブロック元素である。ベリリウム・マグネシウム・カルシウム・ストロンチウム・バリウム・ラジウムが分類される。また、これらはアルカリ土類金属(アルカリどるいきんぞく、英: alkaline earth metal)と呼ばれる。一般的にベリリウム・マグネシウムは共有結合性を持ち(すなわち非金属性・半金属性の寄与がある)、ほかの4元素と異なる性質を示すため、アルカリ土類金属に含まれないことが多い。広義には第2族元素とアルカリ土類金属とは言い換えて使用される。ラジウムは放射性元素であるため、ほかの元素に比べ化学的性質が分かっていない。
title: 第16族元素
text: 硫黄 、セレン、テルルは性質が似ているのに対し、酸素はいささか性質が異なり、ポロニウムは放射性元素で天然における存在量が少ない。この硫黄 、セレン、テルルは金属元素と化合物を形成し種々の鉱石の主成分となっている。それ故、この三種の元素からなる元素族をギリシャ語で「石を作るもの」という意味のカルコゲンと命名された。また、3種の元素を硫黄族元素と呼ぶ場合もある。その後、周期表が充実されると、第16族をカルコゲンと呼び表す場面が見られるようになった。それ故、性質の異なる酸素はカルコゲンに含めない場合もある。
title: 地球
text: 組成は地表面からの深さによって異なる。地殻に存在する元素は、酸素(質量比49.5%)とケイ素(同25.8%)が主体で、以下アルミニウム・鉄・カルシウム・ナトリウム・カリウム・マグネシウムなどの金属元素が含まれる。この元素別質量百分率はクラーク数として纏められている。ほとんどはケイ酸塩など金属酸化物の形で存在する。
title: 元素の族
text: 短周期表でVIIIB族を占める、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金は長周期の族(第8,9,10族)で区分された場合のよりも、第4周期と第5,6周期とに区分したほうが化学的性質が似通っている。それ故、第4周期第8 - 10族元素(鉄、コバルト、ニッケル)を鉄族元素、そして第5 - 6周期第8 - 10族元素(ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金)は白金族元素とも呼ばれる。
title: 金属
text: レアメタルは、典型元素15種類+希土類以外の遷移元素15種類+希土類金属(レアアースメタル)17種類の合計47種類があり、この中には半金属のホウ素、セレン、テルルも含まれる。これらレアメタルはクラーク数の少なさとは必ずしも一致せず、例えば銅は、地殻に含まれる量は少ないが古来青銅器が作られたように鉱石が発掘しやすく精錬も容易だった。
title: 元素構成比
text: ヒトで必須性が認められている、微量元素、超微量元素を、必須微量元素と呼ぶ。以下の10元素が必須微量元素であるとされている。 鉄、亜鉛、マンガン、銅、セレン、ヨウ素、モリブデン、ホウ素、クロム、コバルト
title: グレン・シーボーグ
text: 加速器を用いて多くの新元素を発見したことで知られる。アクチニウムに始まる元素を「アクチノイド系列」と命名し、この系列に属する元素の大半、すなわちプルトニウム(原子番号94)、アメリシウム(95)、キュリウム(96)、バークリウム(97)、カリホルニウム(98)、アインスタイニウム(99)、フェルミウム(100)、メンデレビウム(101)、ノーベリウム(102)、ローレンシウム(103)の発見に寄与した。
title: ホウ素の同位体
text: ホウ素の同位体は、天然にはホウ素10とホウ素11の2種類が存在し、ホウ素11が天然のホウ素の約80%を占める。質量数6から21の14種類の放射性同位体が発見されており、全て半減期は短く、最も長いホウ素8の半減期は770ミリ秒、ホウ素12の半減期は20.2ミリ秒である。そのほかの同位体の半減期は、全て17.35ミリ秒よりも短く、最も不安定なホウ素7の半減期は150ヨクト秒である。質量数10以下の同位体はヘリウム(ホウ素7とホウ素8は、半減期の短いベリリウムを経由して)に崩壊するが、質量数11以上のものは主に炭素になる。
title: 第13族元素
text: 土類金属(アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム)は3価の陽イオンを形成するが、タリウムのみが1価の陽イオンが3価より安定であることが特徴的である。
title: 第18族元素
text: 第18族元素(だいじゅうはちぞくげんそ)とは、長周期表における第18族に属する元素、すなわち、ヘリウム・ネオン・アルゴン・クリプトン・キセノン・ラドン・オガネソンをいう。なお、これらのうちで安定核種を持つのは、第1周期元素のヘリウムから第5周期元素のキセノンまでである。貴ガス(きガス、英: noble gas)と呼ばれる。英語表記の変更があった2005年までは希ガス・稀ガス(きガス、英: rare gas)と呼ばれた。
title: S軌道
text: s軌道のSブロックは[S-ブロック]は、周期表を含む、最も高いエネルギーが充填されているこれらの電子素子を指すIA族元素とIIA族元素、IA族元素は、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、要素のフランシウム7種類、例えば水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムのような金属は、一般的な塩基であるので、これ水素以外6を含みますアルカリ金属として知られている要素は、IIA元素は、カルシウム、ストロンチウム、バリウムとアルカリ金属との間の希土類元素の酸化物の性質のため、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム6つの要素、としても知られているが含まれアルカリ土類金属。
title: 第5族元素
text: 第5族元素(だいごぞくげんそ)は、周期表において第5族に属する元素の総称であり、バナジウム、ニオブ、タンタル、ドブニウムからなる。バナジウム、ニオブ、タンタルはバナジウム族元素と呼ばれることもある。
title: 液体
text: 周期表において常温、常圧で単体が液体である元素は、水銀と臭素のみである。常温よりやや高い温度が融点となっている(融点が25度~100度)元素として、フランシウム、セシウム、ガリウム、ルビジウム、リン、カリウム、ナトリウムがある。常温で液体の合金としてガリンスタンなどがある。
title: 久我常通
text: しかしそれぞれの元素のs電子のイオン化エネルギー(最高酸化数のイオンを形成するためのエネルギー)と最高酸化数の化合物の安定性には必ずしも相関がないことが分かっている。 例えば15族の5価の陽イオンを形成するイオン化エネルギーの総計はヒ素>アンチモン>ビスマスの順であり、これらの中では5価の化合物が安定なのはアンチモンであるという事実に反する。 そのため、この不活性電子対効果は単純にs軌道のエネルギー準位が低いために起こっているわけではないと考えられている。
title: 遷移元素
text: 第三遷移元素は、ランタン(La)から金(Au)までの元素をいう。不完全4f殻への電子充填であるランタノイドを内部遷移元素としてさらに区別する場合がある。
title: 貴金属
text: 化合物をつくりにくく希少性のある金属という条件を満たす元素は、金 (Au)、銀 (Ag)、白金 (Pt)、パラジウム (Pd)、ロジウム (Rh)、イリジウム (Ir)、ルテニウム (Ru)、オスミウム (Os) 、レニウム(Re)の9つであり、これらを一般に貴金属元素という。電気化学では銀よりも単極電位の大きい元素のことであり以上の9元素と同じである。
title: 元素
text: 古代から知られていた単体の種類は貴金属や炭素など11に過ぎなかったが、17世紀以降には実験を通じて様々な単体が得られ、その数に応じて発見された元素の個数は増えた。17世紀にはリンなど3種、18世紀には水素や酸素からウランを含む13種、19世紀には56種の元素が見つかった。20世紀には自然界に存在する元素の残り5種類に加え、人工放射性元素が15種類合成された。
title: 原子核
text: 全ての核種の中で最も安定な原子核は、ニッケルの同位体の1つニッケル62(陽子28個、中性子34個)の原子核である。
title: 第10族元素
text: 天然におけるニッケルは主にヒ素、アンチモン、硫黄などと結合した鉱石として見出される。また、単体のニッケルは隕鉄中に鉄との合金として見出され、地球内部の核も同様に、鉄とニッケルが主成分と考えられている(岩石圏では0.016%を占める)。パラジウムおよび白金は白金族元素と呼ばれるルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウムと共に産出し、白金族元素は合わせて岩石圏の2×10%を占める。
title: 金属
text: 人体は、カルシウムを含む6つの多量元素、ナトリウム、カリウム、マグネシウムを含む5つの少量元素で99.4%を構成されている。これに加え必須元素、微量元素が生命活動や酵素の活性などに使われている。
title: ルテニウム
text: 他の全ての第8族元素は最外殻に2つの電子を持っているが、ルテニウムは1つしか持っていない(最後の電子は下の殻にある)。この例外は近くの金属であるニオブ(41)、モリブデン(42)、ロジウム(45)でも観察される。
title: 三重水素
text: 自然界に最も多く存在する「普通」の水素は、原子核が単独の陽子から成る軽水素(H)であり、原子核が陽子1つと中性子1つから成る重水素(H)も安定核のため豊富に存在する (自然界の水素同位体の0.0115%) のに対し、三重水素は不安定なため天然には微量しか存在しない。とはいえ、半減期12.32年は軽い元素の放射性同位体としては比較的長いもので、天然においても一定量が常に存在している。たとえば体重60 kg程度の人の場合、50ベクレル程度のトリチウムを体内に保有している。水素には質量数が4から7の同位体もあるが、いずれも半減期が10秒以下と極めて不安定で実験室外には存在しないため、多くの場合には三重水素が事実上唯一の水素の放射性同位体として扱われている。
title: アクチノイド
text: アクチノイド(英: Actinoid)とは、原子番号89から103まで、すなわちアクチニウムからローレンシウムまでの15の元素の総称である。
title: カルシウム48
text: カルシウム48 (Calcium-48、Ca) は、カルシウムの同位体の1つである。20個の陽子と28個の中性子を含む。自然界には、モル分率で0.187%存在する。
title: リチウム
text: リチウムの化学的性質は、ほかのアルカリ金属元素よりもむしろアルカリ土類金属元素に類似している。酸化還元電位は全元素中でもっとも低い。リチウムには2つの安定同位体および8つの放射性同位体があり、天然に存在するリチウムは安定同位体であるLiおよびLiからなっている。これらのリチウムの安定同位体は、中性子の衝突などによる核分裂反応を起こしやすいため恒星中で消費されやすく、原子番号の近いほかの元素と比較して存在量は著しく小さい。
title: 元素合成
text: ヘリウム4が2つ集まるとベリリウム8が合成されるが、これは不安定であり、すぐに崩壊してしまう。しかしながら、恒星内部にヘリウム4が蓄積され、十分大きな密度と温度になると、ベリリウム8が崩壊するまでのわずかな間にヘリウム4が融合して炭素12が合成される(トリプルアルファ反応)。この炭素12は安定である。炭素12とヘリウム4の融合は酸素16を、酸素16同士の融合はケイ素28とヘリウム4を合成する。このように炭素12の合成により、その後の核反応プロセスが続いていくことが可能になる。恒星の内部ではこれ以外にも幾つかの過程を経て鉄56までの軽い核種が出来る。鉄56とケイ素28は全核種の中で最も安定な核種であり、恒星の内部ではこれ以上に重い核種は合成されない。
title: 単核種元素
text: 単核種元素に似た概念にモノアイソトピック元素というものがある。これは、天然に存在する安定核種がただ一つである元素のことである。つまり放射性元素であるビスマス、トリウム、プロトアクチニウムはモノアイソトピック元素には含まれない。逆に、天然に存在する核種が複数であっても、そのうち安定核種がただ一つであればモノアイソトピック元素である。モノアイソトピック元素であるが単核種元素でない元素の中のうち、インジウムとレニウムは安定核種よりも長寿命放射性核種のほうが天然存在比が大きい。
title: 過酸化物
text: アルカリ金属とカルシウム、ストロンチウム、バリウムの過酸化物はイオン性であるが、マグネシウムのような陽性金属とランタノイドおよびウランの過酸化物はイオン性と共有結合性の中間の性質を持つ。また、亜鉛、カドミウム、および水銀の過酸化物はほとんど共有結合性である。
title: 元素
text: また中性子捕獲による元素合成では、原子核に存在する数によって安定する中性子の魔法数が影響を及ぼす。これは中性子数が50, 82, 126等になると、さらに中性子を捕獲して原子量を高める反応が鈍くなるもので、結果的にこれらの中性子数を持つストロンチウム(陽子:中性子=38:50)、バリウム(56:82)、鉛(82:126)元素が比較的多くなる。
title: 貴金属
text: 密度に関しても、白金の21.45に次いで全元素中第4位の高密度である。
title: 超酸化セシウム
text: 超酸化セシウムは、超酸化カリウムや超酸化ルビジウムと同様に、炭化カルシウム型の結晶構造をとる。酸化セシウムと異なり、超酸化セシウムでは酸素同士の結合が存在する。
title: 元素の周期
text: この周期では、第6周期元素と同様のブロック元素が属する。第7周期におけるfブロック元素をアクチノイドと呼ぶ。この周期の全ての元素には安定同位体が存在しない。なお天然に豊富に存在する元素はウラン(原子番号92)までで、ネプツニウム(原子番号93)とプルトニウム(原子番号94)がウラン鉱石中にわずかに確認されている。アメリシウム以降の確認された元素はすべて人工実験により得られている。安定同位体が得られないために、化学的な性質を調べることが困難となっている。
title: カリウム
text: カリウムには24種類の同位体が存在することが知られている。これらのうち、自然に産出するものはカリウム39(93.3パーセント)、カリウム40(0.0117パーセント)、カリウム41(6.7パーセント)の3つである。
title: 鉛
text: 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、最も質量数の多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、一般的には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。
title: オクロの天然原子炉
text: 鉱石中のネオジムの同位体比が、通常地球上でみられるものとは異なっていた。たとえば、通常のネオジムはNdを27%含むところが、オクロのネオジムは6%以下しか含んでおらず、代わりにNdの比率が高かった。通常のNdからオクロのNdを差し引いてみると、Ndの同位体の構成はUの核分裂反応で生成されるものと一致していた。
title: 第15族元素
text: 第15族元素単体のうち、窒素のみが常温で気体であり、ほかは固体である。また窒素とリンの価電子は混成軌道を形成し、共有結合物質として振舞う。一方、第4周期のヒ素より周期の大きい単体は、共有結合性と金属との性質を併せ持つ物性を示し半金属と呼ばれる。これらのヒ素、アンチモン、ビスマスは混成軌道を形成するよりは、2つの電子が占有したs軌道と、3つの1つずつ電子が存在するp軌道として振舞うので、酸化数は+3と+5が安定である。
title: 超ウラン元素
text: 原子番号が1〜92の元素は、4つの元素(43-テクネチウム、61-プロメチウム、85-アスタチン、87-フランシウム)を除いて、自然界には比較的豊富に存在する。
title: クラーク数
text: また地殻ではカルシウムおよびマグネシウムのようなアルカリ土類金属は主に長石および輝石として、ナトリウムおよびカリウムのようなアルカリ金属は主に長石として存在するが、地球全体の質量の約67%を占めるマントルは主にかんらん岩の組成から成ると推定されるため、マグネシウムが多くなる。このためCIコンドライトの分析結果に基いて推定された、地殻深部、マントル、核まで含めた地球全体に存在する元素の割合を重量パーセントで表すと、鉄が34.63%と第1位となり、これに酸素(29.50%)、ケイ素(15.20%)、マグネシウム(12.70%)と続く(B. Mason (1966) による)。
title: 貧金属
text: 近年はp軌道電子の有無でdブロック元素とは明確な区別が可能だが、それまでの化学的な「金属的性質」に依拠した慣行的な分類は依然として行われている。2003年に行われた教科書と論文の記述の調査では、第11族と第12族について遷移金属に含むものと含まないものがほぼ同じ割合であった。さらに第13族以降のアルミニウム、ゲルマニウム、アンチモンまでもが遷移金属とされることもある。しかしこれらは遷移金属に見られない性質を持ち、ゲルマニウム、アンチモンは一般に半金属に分類され、ポロニウムについても半金属へ分類する文献が多い。 アルミニウムは半金属に分類することもまれである(すなわち卑金属、ポスト遷移金属)。pブロック元素のうち金属的性質をもつものとsブロック元素の金属とまとめて「典型金属」「その他の金属」として分類している文献もある。
title: ケイ素燃焼過程
text: 恒星では、ヘリウムの原子核(アルファ粒子)を加えることで重い原子核が高速な原子核合成される。58と62の核子の原子核が最も低い結合エネルギーを持つために、ニッケル56(14個のα粒子)にヘリウムを融合させて亜鉛60(15個のα粒子)を合成する過程は吸熱過程になる。このため、ニッケル56は恒星のコアで生成される最終生成物となる。鉄隕石や惑星のコア中に鉄56が多く見つかる理由は、こうしてできたニッケル56が崩壊により鉄56を生成するためである。
title: ネオジムの同位体
text: ネオジムの同位体のうち、安定同位体(安定核種)はNdであり、現在の地球における天然存在比も約27%と、ネオジムの同位体の中でNdが最も多い。この他、Nd、Nd、Nd、Ndも一般には安定同位体とされていて、これらも現在の地球で天然に存在している。したがって、一般的にはネオジムにはNdも含めて5種類の安定核種があるとされている。しかし、Nd以外の4核種は、実は放射性核種である可能性が示唆されている(後述)。
title: 第12族元素
text: 第12族元素(だいじゅうにぞくげんそ)は亜鉛・カドミウム・水銀・コペルニシウムの総称。亜鉛族元素(あえんぞくげんそ)とも呼ばれる。
title: 鉛の同位体
text: 鉛(Pb)の同位体のうち、Pb、Pb、Pb、Pbの4種類は、一般に安定同位体(安定核種)とされている。長い間安定核種と信じられてきたBiは、実は安定核種でなかったことが確認されたため、鉛は安定同位体を持つ既知の元素の中では最も重い(陽子の数が多い)とされるようになり、Pbが最も重い安定核種とされている。しかし、ビスマスと同様に、実は鉛も安定核種を1つも持っていないのではないかという可能性が示唆されている(後述)。
title: 半金属
text: 1935年、フェルネリウスとロビーは、炭素、リン、セレンおよびヨウ素を、ホウ素、ケイ素、ヒ素、アンチモン、テルル、ポロニウムおよび当時未発見だった原子番号85番の元素(その5年後の1940年に作られたアスタチン)とともに元素の中間的な分類に含めた。ゲルマニウムは、当時はまだ伝導性に乏しい金属であると考えられていたため、この中間的な元素の分類からは除外された。
title: 微量元素
text: 一般的には、主要元素は、地殻中の元素の存在度でいうところの上位に位置する、酸素、ケイ素、アルミニウム、鉄、カルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、チタン、マンガン、リン(これに非金属元素である炭素、水素、窒素、塩素、硫黄を含める場合もある)を指し、これら以外の岩石中の成分を微量元素とすることが多い。
title: セシウム
text: セシウムの化学的・物理的性質は同じくアルカリ金属のルビジウムやカリウムと似ていて、水と−116 °Cで反応するほど反応性に富み、自然発火する。安定同位体を持つ元素の中で、最小の電気陰性度を持つ。セシウムの安定同位体はセシウム133のみである。セシウム資源となる代表的な鉱物はポルックス石である。
title: チタン
text: チタンは5つの安定同位体を持つが、その中でもTiがもっとも多く地球上に存在し、不安定同位体を含めたチタンの同位体は、39.99から57.966までの質量範囲(原子質量単位)を持つ。
title: テクネチウム
text: もっともこれは、原子番号が奇数の元素に共通の現象であり、多くはその次に安定な核種が安定同位体となっている(例えばNb やRh 、詳細は核種の一覧参照)。 ただし、「次に安定な核種」は自動的に「質量数が奇数の核種」となるため、奇数の同じ質量数を持つ核種のうちで安定核種は1つしか存在できない制約(偶数の同じ質量数を持つ核種は、安定核種が複数存在できる)を受ける事となった。中性子数54のTc は Mo に、同じく56の Tc は Ru に安定性で劣り、不安定核種となってしまった。
title: 金
text: 現代では原子核物理学と宇宙物理学の発展により、鉄(原子番号26)より重い元素核種は、中性子捕獲とベータ崩壊によって作られることがわかっている。この過程を解明するための再現実験で、金よりも原子番号が一つ大きい水銀(原子番号80)の安定核種に中性子線を照射すると放射性同位体が生成され、これがベータ崩壊することで金の同位体が得られる。ただし、これらは安定核種ではない(放射能を持つ)上に、実用に耐えうる十分な量の金を求めるのなら長い年月と膨大なエネルギーが必要であり、得られる金の時価と比べるともちろん現実的でない。
title: 周期表
text: 周期表には118個の元素が表示されており、これらすべてに正式な元素名がつけられている。ただし、原子番号82の鉛までが安定な元素である(原子番号83のビスマスの同位体は全て放射性と判明)。
title: 太陽神
text: 天然に存在するウランは3つの主要な同位体からなる。ウラン238 (99.28% 天然存在比)、ウラン235 (0.71%)、ウラン234 (0.0054%)である。同位体は3つとも放射性であり、娘核種もまた放射性同位体である。もっとも安定なウラン238では半減期 4.51×10 年(地球の年齢に近い)であり、ウラン235は7.13×10 年、ウラン234は2.48×10 年である。
title: 貧金属
text: 元素がポスト遷移金属に分類されるかどうかは、周期表上で遷移金属がどこで終わるかに依存している。1950年代には、大部分の無機化学の教科書で、ニッケル、パラジウム、白金の第10族で遷移金属が終わり、第11族の銅、銀、金、第12族の亜鉛、カドミウム、水銀を遷移金属から除外して定義している。この意味では第11族、第12族はポスト遷移金属(ここでは卑金属)に含むということになる。
title: カリウム40
text: 地球のような岩石惑星にはカリウム40が多量に存在し、この放射性崩壊により生成された アルゴン40(Ar) が大気中に多量に蓄積している。地球大気中の希ガス元素のうちアルゴンの存在量が圧倒的に多く、また太陽大気中のアルゴンの同位体比が Ar : 84.2%, Ar : 15.8%, Ar : 0.026% であるのに対し、地球大気中では Ar : 0.3365%, Ar : 0.0632%, Ar : 99.6003%と、Ar が圧倒的に多くなっているのもこのためである。
title: セシウム
text: セシウムは非常に軟らかく(全ての元素の中で最小のモース硬度を持つ)、延性に富む銀白色の金属である。少しでも酸素が存在すると金色を帯びてくる。 融点は28.4 °Cで、常温付近で液体である五つの元素のうちの一つである。金属の中でセシウムは水銀に次いで融点が低い。加えて、沸点は641 °Cで金属としてはかなり低く、これも金属の中で水銀に次いで低い。 比重は1.9であり、比重の軽いアルカリ金属類の中では最も大きい。
title: リチウム
text: リチウムは水素、ヘリウムとともにビッグバンによって合成された初めの元素のひとつであるが、リチウムおよびベリリウムとホウ素はほかの近い原子番号の元素と比較してその存在量は著しく小さい。これは、リチウムが低温で核反応を起こすため消費されやすく、かつリチウムが生成されるような核反応が少ないことの結果である。
title: 貴金属
text: 白金族元素はどれもかなり希少な金属だが、その中でもロジウム、オスミウム、イリジウムは特に希少な金属である。
title: 針
text: 白金族元素はどれもかなり希少な金属だが、その中でもロジウム、オスミウム、イリジウムは特に希少である。
title: 周期律
text: 亜鉛までは3d軌道が占有されていく。ガリウムになると次に4p軌道が占有される。ガリウムでは価電子は4s軌道の電子2つ、3d軌道の電子10個、4p軌道の電子1つということになるが、3d軌道の電子は完全に占有されてしまうとエネルギーが低下し価電子としての働きが弱くなる性質がある。そのためガリウムの価電子の配置は実質的にアルミニウムと相似と考えて良く、同じ族に入ることになる。そして順に4p軌道が占有されていき、クリプトンで再び閉殻となる。カリウムからクリプトンまでの18個の元素によって作られる1つの周期は長周期と呼ばれる。
title: 周期律
text: 次にリチウムでは2s軌道に1つ電子が入る。リチウムは1価の陽イオンになりやすいなど、1s軌道に電子が1つだけ入っている水素と類似した性質を示す。次にベリリウムでは2s軌道に2つ電子が入る。ただしベリリウムではL殻が閉殻ではない、すなわち価電子を2つ持つため、ヘリウムとはかなり性質が異なっている。続いてホウ素からネオンまでは2p軌道に1つずつ、電子が入っていく。ネオンまでいくとL殻は閉殻となる。このリチウムからネオンまでの8個の元素によって作られる1つの周期は短周期と呼ばれる。
title: 太陽系の元素組成
text: 地球型惑星では岩石質ゆえ、カリウム40のβ+崩壊によるアルゴン40、ウランやトリウムなどのα崩壊により生じたヘリウム4が蓄積している。このため、地球上におけるヘリウムやアルゴンと、太陽系全体のヘリウムやアルゴンの同位体比との間には相違が見られる。太陽系全体では構成元素は水素やヘリウムを主成分とし、岩石を構成する元素の比率が圧倒的に小さいためである。その他の希ガス元素でも多少の変動が見られる。
title: ホウ素
text: ホウ素は原子番号の小さな元素であるにもかかわらず、宇宙においては存在度が著しく低い元素であり、その存在度は1982年のAndersおよびEbiharaらの報告でケイ素原子1×10個に対して21個と見積もられている(ヘリウムで2.8×10、鉄で9.0×10)。宇宙におけるホウ素の存在度が著しく低いのは、ビッグバン原子核合成や恒星内元素合成ではリチウム原子がヘリウム原子と核融合してホウ素原子を形成するよりも早く、リチウム原子が水素原子により核分裂してヘリウム原子に分解してしまい、ホウ素原子がほとんど合成されないことに起因する。自然に存在するホウ素の同位体比から、太陽系に存在しているホウ素は宇宙線による核破砕および超新星爆発時に起こるニュートリノ反応の2つの核合成経路によって生成したものと考えられている。
title: ニオブ
text: ニオブは、原子番号が1つ小さいジルコニウムに比べるとわずかに陽性度が小さくよりコンパクトであるが、一方重いタンタルと比べると、ランタノイド収縮の結果ほとんど同じ大きさである。結果として、ニオブの化学的特性は、周期表上でニオブの直下にあるタンタルととてもよく似ている。ニオブの腐食耐性はタンタルほど優れているわけではないが、価格が安く豊富に入手可能であることから、化学工場におけるタンクの内張りなど、あまり厳しい要求ではない用途にはニオブが向いている。
title: 貴金属
text: 白金族元素はお互い性質が似通っており、融点が高く、白金、パラジウムはアルミニウム並に軟らかく、ルテニウム、イリジウムは硬く、オスミウムは非常に硬く脆い。ロジウムはその中間の硬さである。全体的にくすんだ銀白色を呈した金属である。
title: ニッケル62
text: ニッケル62に比べると核の結合エネルギーは弱いが、鉄56は核子1個当たりの質量が930.412 MeV/cと最も小さい。次に小さいのはニッケル62の930.417 MeV/c、ニッケル60の930.420 MeV/cである。ニッケル62は陽子よりも質量の大きい中性子の割合が多いため、この結果は矛盾しない。
title: 第13族元素
text: 第13族元素(だいじゅうさんぞくげんそ)とは周期表において第13族に属する元素の総称。ホウ素・アルミニウム・ガリウム・インジウム・タリウム・ニホニウムがこれに分類される。ホウ素族元素とも呼ばれ、またホウ素をのぞいたアルミニウム・ガリウム・インジウム・タリウムを土類金属と呼ぶこともある。元素状ホウ素やガリウムの金属間化合物が正二十面体構造を取ることから、エイコサゲン(icosagens、正二十面体を意味する icosahedral より)と呼ぶことが提案されている。
title: モスコビウム
text: モスコビウムは非常に放射性が強く、既知の同位体で最も安定なモスコビウム290でも半減期は0.8秒である。周期表上ではPブロック元素の超アクチノイド元素である。かつ第7周期元素であり、最も重い第15族元素であるが、同じ第15族元素のビスマスと似た性質を持つかどうかは確定していない。計算上では、軽いホモログの窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスと一部似た性質を持ち、貧金属であるとされるが、これらとは大きくことなる部分もある。特に、準閉殻の外側にゆるく結合する1つの電子を持つ点でタリウムとかなりの類似性を持つ。これまで100個程度のモスコビウム原子が観察されたが、これらの質量数は全て287から290の間だった。
title: ラドン
text: ラドンは価電子がゼロである貴ガス元素に属している。そのような元素は最外殻電子が閉殻であることに起因して電子が最低のエネルギー準位を形成し、安定化する。そのため、ラドンは大部分の一般的な化学反応(例えば燃焼など)に対して不活性である。最外殻の電子1つを引き離すために必要な第一イオン化エネルギーは1037 kJ/mol。貴ガス元素は周期表上において原子番号が大きくなるほど電気陰性度が大きくなる周期的な傾向がみられるため、貴ガス元素の中で最も原子番号の大きなラドンは貴ガス元素の中では反応性が高い。初期の研究において、ラドンの水和物の安定性は塩素 (Cl2)もしくは二酸化硫黄 (SO2)と同程度であり、硫化水素 (H2S)のそれよりはかなり高いと結論付けられている。
title: ルビジウム
text: 海水中には、平均して1 L当たり125 μgのルビジウムが含まれている。同族の他の元素と比較すると、1 L当たり408 mg含まれるカリウムより大幅に少なく、1 L当たり0.3 μg含まれるセシウムよりは大幅に多い量である。
title: 電子配置
text: ナトリウムやカリウムと言ったアルカリ金属は希ガスに電子を1個追加した配置になっている。電子を1個取り出して、希ガスと同じ電子配置になった方が、中性でいるよりも安定である。このため、1価の陽イオンになりやすい。同様の理由でカルシウムやストロンチウムなどのアルカリ土類金属は2価の陽イオンに、フッ素や塩素などのハロゲンは1価の陰イオンになりやすい。
title: 太陽系の元素組成
text: 半減期が概ね10年オーダーより短い放射性同位体は、地球および太陽系の年代である46億年の間に殆どが崩壊して失われるため、存在しない。安定同位体の存在しないテクネチウムやプロメチウムは、痕跡量しか存在しない。また、原子番号84番のポロニウムから89番のアクチニウムまでおよび91番のプロトアクチニウムは、半減期の短い同位体しか存在しないが、ウランやトリウムの放射性壊変系列において定常的に生成するために、極微量が存在する。
title: からす座ガンマ星
text: 水素核融合を終え、ヘリウムのコアが収縮している段階にあり、今後数百万年の間に赤色巨星になるものと考えられている。水銀・マンガン星の1つで、水銀は通常より10万倍も多いのに、アルミニウムやニッケルのような元素は著しく少ない。
title: 貴金属
text: レニウムは、ロジウムとイリジウムに次いで希少な金属である。(地殻中の存在比第4位、ロジウムとイリジウムは同率2位タイ)
title: カリウム40
text: カリウム40は天然カリウム中に0.0117 %の割合で存在する。自然界に存在するカリウム40はその殆どが恒星内の元素合成で生成されたものだが、ごく一部は上空大気中でアルゴン40が宇宙線と作用することにより生成される。約46億年前の地球創世時には現在の約12倍のカリウム40が存在していたとされる。
title: 第1族元素
text: リチウムとその他のアルカリ金属元素の違いは、リチウムのイオン半径に起因している。リチウムはイオン半径が小さいため、電荷/イオン半径比が他のアルカリ金属元素と比較して著しく大きい。そのため、反応性や化合物の性質において、1価のアルカリ金属イオンよりもむしろ、同様に電荷/イオン半径比の大きい2価のアルカリ土類金属元素であるマグネシウムイオンに類似した性質を示す。例えば、リチウムはマグネシウムと同様、窒素と直接反応して窒化物を形成するが、他のアルカリ金属元素は窒素に対して反応しない。また、リチウムの硫酸塩は、他のアルカリ金属の硫酸塩がミョウバンを形成するのと対照的に、ミョウバンを形成しない。
title: マディソン・ダヴェンポート
text: 太陽大気など宇宙における同位体存在比はAr:84.2%, Ar:15.8%, Ar:0.026%と、Arが多い。これは宇宙の元素合成においてアルファ反応によりアルファ粒子の整数倍の原子が多量に合成されるためである。これに対し、地球大気中のアルゴンはほとんどがカリウム40(K)の崩壊により生成されたものであるため、以下の一覧に示す通りArが圧倒的に多い。これにより、アルゴンの標準原子量は39.948(1) uとなっている。
title: アムボレラ科
text: 窒素の同位体には、天然の窒素の大部分を占める窒素14と、窒素15が存在する。原子量が10から25までの14種類の放射性同位体と1種類の核異性体がこれまで 発見されている。これらの放射性同位体は全て短い寿命で、最も寿命の長い窒素13の半減期は9.965分である。他は全て半減期が7.15秒以下で、ほとんどは8分の5秒以下である。原子量が14以下のほとんどの同位体は炭素の同位体、原子量が15以上のほとんどの同位体は酸素の同位体に崩壊する。既知の半減期が最も短い同位体は窒素10で、半減期は約2.3マイクロ秒である。
title: 超新星元素合成
text: 恒星内元素合成による核融合の過程では、質量数56の元素、おおよそ鉄までしか合成できない。珪素から鉄への核融合は太陽の8倍以上の巨大恒星でしか起こりえず、このような巨星の場合、最終的には超新星爆発を遂げる。超新星爆発は大量のエネルギーを開放し、恒星の発生する温度よりも高い温度を発生させる。このような極高温では吸熱反応であるはずの鉄以上の原子量の元素の合成が可能であり、原子量245までの元素、おおよそカリホルニウムまでの元素を合成できる環境が考えられる。
title: 超新星元素合成
text: 元素合成は、酸素燃焼過程やケイ素燃焼過程において起こる。これらの核融合反応は、ケイ素、硫黄、塩素、アルゴン、ナトリウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、そして、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケルといった鉄収束の元素を生成する。これらの元素は水素とヘリウムのみからなる巨大な恒星によって合成されることから primary elements とも呼ばれる。これらの元素が超新星爆発によって放出された結果、星間物質における重元素の存在率は多くなっていく。ニッケルより重い元素は主としてr過程として知られる中性子捕獲の過程を経て生成される。また、いくつかの元素合成はrp過程として知られる陽子捕獲やp過程(ガンマ過程)として知られる光崩壊過程によって生成されると考えられている。p過程は重元素のうち最も軽く、中性子の少ない重元素の同位体を合成する。
title: 臨界磁場
text: チタンや鉛などの超伝導になる金属元素のうち、ニオブ(Nb)とバナジウム (V)以外が第一種超伝導体に含まれる。2種類以上の金属元素からなる合金はすべて第二種超伝導体に含まれる。
title: フランシウム
text: Fr はアスタチンと同じくウランやトリウム鉱石において生成と崩壊を絶えず繰り返すため、その量は非常に少なく、フランシウムはアスタチンについで地殻含有量が少ない元素である。地球の地殻ではわずかに20-30 gほどではあるが Fr が常に存在しており、他の同位体は全て人工的に作られたものである。最も多いものでは、研究所において300,000以上の原子が作られた。以前にはエカ・セシウムもしくはアクチニウムKと呼ばれていた。
title: 水素
text: 質量数が2(原子核が陽子1つと中性子1つ)の重水素(H)、質量数が3(原子核が陽子1つと中性子2つ)の三重水素(H)等と区別して、質量数が1(原子核が陽子1つのみ)の普通の水素(H)を軽水素とも呼ぶ。
title: フランシウム
text: フランシウムは自然に産出する元素の中で最も不安定な元素である。最も長い半減期を持つフランシウム223でも半減期が22分しかないため、秤量可能な量の単体金属及び化合物として取り出すことがほとんどできない。よってフランシウムの化学的、物理的性質は実験結果として求められた実際の数値は少なく、理論的な推定値が大半を占める。対照的に、自然に産出する元素の中で2番目に不安定な元素であるアスタチンの最大の半減期は8.5時間である。フランシウムの全ての同位体は崩壊してアスタチン、ラジウムもしくはラドンとなる。Frは半減期がわずか3.5ナノ秒しかなく、原子番号105(ドブニウム)までの合成された元素の内、最も不安定なものである。単体は銀白色の金属と推定されている。また、フランシウムは高度に放射性である。
title: 永久磁石
text: 永久磁石の原料として、3d遷移元素の鉄、コバルト、ニッケルが挙げられる。単体が室温で強磁性を示すのは、これら3つの元素のみである。さらにランタノイドのサマリウム、ネオジムも磁石の原料として挙げられる。単体では強磁性を示さないが、4f軌道に余ったスピンが存在するため、これらを原料とすることで強力な磁石が実現できる。なお、4f軌道電子はスピンと共に軌道運動も磁性に寄与している。