クイズ問題: アンモニアを構成する2つの元素といえば、水素と何でしょう?
答え: 窒素

関連するWikipedia記事の抜粋:
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: 三重水素
text: 三重水素は、その質量が軽水素の約3倍、二重水素の約1.5倍と差が大きいことから、物理的性質も大きく異なる。一方、化学的性質は最外殻電子の数(水素の場合は1)によって決まる要素が大きいため、三重水素の化学的性質は軽水素や重水素とほぼ同じであることが多い(「同位体効果」も参照)。
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: 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: 箇条書き
text: 項目を羅列した一つの文「元素周期表の18族(希ガス)は、ヘリウム (He) ・ネオン (Ne) ・アルゴン (Ar) ・クリプトン (Kr) ・キセノン (Xe) ・ラドン (Rn) である。」を箇条書きに直すと次のようになる。
title: 倍数比例の法則
text: 例として、炭素と酸素からなる2つの化合物として、一酸化炭素と二酸化炭素をとりあげる。一酸化炭素28 gと二酸化炭素44 gは、それぞれ同量の炭素12 gを含んでいる。一酸化炭素28 gには酸素16 gが含まれ、二酸化炭素44 gには酸素32 gが含まれる。すなわち、一定量の炭素を含む一酸化炭素と二酸化炭素それぞれに含まれる酸素の質量の比は、1:2 という比で表される。
title: 木星の大気
text: ほとんどが水素分子とヘリウムから構成され、大気における両者の比率は太陽とほぼ同じである。メタン、アンモニア、硫化水素、水等のその他の化学物質も少量存在する。水は大気の深くにあると考えられているが、直接測定される量は非常に少ない。酸素、窒素、硫黄、希ガスの量は、太陽より3倍程度多い。
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: 木星
text: 木星の上層大気は、ガス分子構成比で88 - 92パーセントの水素と8 - 12パーセントのヘリウムガスが占める。元素単位でヘリウムは約4倍重いため、重量比では水素75パーセント、ヘリウム24パーセント、他が1パーセントである。内部は含まれる重い元素の比率が高まり、全体の重量比では水素約71パーセント、ヘリウム約24パーセント、他が5パーセントとなる。大気にはわずかなメタン、水蒸気、アンモニア、珪素化合物も含まれる。また、観測からエタン、硫化水素、ネオン、酸素、硫黄も確認された。大気最外層には凍ったアンモニアの結晶が漂っている。また、赤外線や紫外線測定から、微量のベンゼンやほかの炭化水素の存在も確認された。
title: ドリフトチェンバー
text: 荷電粒子を効率よく捉えるために、ガスは単原子分子である希ガス(ヘリウム、アルゴン、ごくまれにキセノン)を主として、多原子分子のエタン、メタン等を混合したものが用いられる。
title: 天王星
text: 天王星は主にガスと多様な氷から成っている。地球上の氷は液体の水 H 2 O {\\displaystyle {\\ce {H2O}}} が冷えて固まったものを指すが、天文学ではメタンやアンモニアでも氷という。大気には水素が約83%、ヘリウムが15%、メタンが2%含まれている。内部は重い元素に富み、岩石と氷からなる核のほか、水やメタン、アンモニアが含まれる氷からなるマントルで構成されていると推測されている。酸素、炭素、窒素が多く含まれ、ほとんどが水素とヘリウムでできている木星や土星とは対照的である。天王星と海王星は従来木星型惑星に分類されていたが、木星や土星の核から液体の金属水素の層を除いたものによく似ており、内部は比較的均一に分布しているようである。こうした違いから、木星型とは異なる天王星型惑星として分類されるようになった。
title: 重水素
text: 地球上の水素全体の中での存在割合は、軽水素が99.985%、二重水素が0.015%である。三重水素の割合はごく僅かである。
title: 天王星型惑星
text: 天王星型惑星(てんのうせいがたわくせい)または海王星型惑星(かいおうせいがたわくせい)とは、メタン、アンモニアを含む氷や液体の水を主体とした巨大な惑星のこと。太陽系では土星より外側にある天王星・海王星がこれにあてはまる。
title: 天王星型惑星
text: かつては、天王星、海王星はその大きさと位置から木星型惑星に分類されていた。しかし、ボイジャー2号等の観測により、豊富な水やメタンが存在することが判明した。その結果、水素やヘリウムを主体とし、ガス成分が多く、密度も比較的低い木星型惑星(木星、土星)に対し、水やメタン等が多く、ガス成分が比較的少ない天王星及び海王星を天王星型惑星として区分するようになった。
title: 重水素
text: なお、重水素(H)と三重水素(H)の両方を併せて、重水素(heavy hydrogen)と呼ぶこともあるので、三重水素(H)と区別するために、(H)を二重水素と呼ぶこともある。三重水素は、存在比がごく僅かであり、時間が経つとヘリウム3(He)に変わる放射性同位体であり、この三重水素を含めずに安定同位体である二重水素のみを指して「重水素」(deuterium)と呼ぶ場合が多い。
title: 核融合エネルギー
text: 本来、原子核の安定度は鉄を中心に、軽い小さな原子核は融合する事でより重く大きく、反対に重く大きい原子核は分裂する事で軽く小さくなったほうが自身の持つエネルギーが少なくて済むので安定となる。原子力発電のような核分裂反応は、ウランのように特に重い元素を利用している。核融合反応では反対に小さく軽い原子核を持つ水素やヘリウム、そしてその同位体である重水素や三重水素、ヘリウム3を利用する。しかしヘリウム3は地球上にほとんど存在しないため、入手が難しい。
title: 酸化物
text: 酸化物(さんかぶつ、英: oxide)は、酸素とそれより電気陰性度が小さい元素からなる化合物である。酸化物中の酸素原子の酸化数は−2である。酸素は、ほとんどすべての元素と酸化物を生成する。貴ガスについては、ヘリウム (He)、ネオン (Ne) そしてアルゴン (Ar) の酸化物はいまだ知られていないが、キセノン (Xe) の酸化物(三酸化キセノン)は知られている。一部の金属の酸化物やケイ素の酸化物(ケイ酸塩)などはセラミックスとも呼ばれる。
title: 重水
text: 重水(じゅうすい、heavy water)とは、質量数の大きい同位体の水分子を多く含み、通常の水より比重の大きい水のことである。重水に対して通常の水(H2O)を軽水と呼ぶ。重水素と軽水素は電子状態が同じであるため、重水と軽水の化学的性質は似通っている。しかし質量が異なるので、物理的性質は異なる。
title: 三重水素
text: 三重水素は、地球環境においては、酸素と結びついたトリチウム水(HTO)として水に混在しており、水圏中に気相、液相、固相の形態で広く拡散分布している。大気中においては、トリチウム水蒸気(HTO)、トリチウム水素(HT)および炭化トリチウム(CH3T)の3つの化学形で、それぞれ水蒸気、水素、炭化水素と混在している。なお、海水中の三重水素濃度は通常、数 Bq/Lより少ない。
title: 空気
text: また、窒素、酸素、二酸化炭素のほか、アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオンなどの大気中に含まれる成分は、空気を利用して冷却・圧縮、化学吸着、膜分離等の方法で産業用に製造されるものがある。
title: 太陽系
text: 内側を公転している小型な水星・金星・地球・火星は、おもに岩石からなる地球型惑星(岩石惑星)で、木星と土星は、おもに水素とヘリウムからなる木星型惑星(巨大ガス惑星)、天王星と海王星は、メタンやアンモニア、氷などの揮発性物質といった、水素やヘリウムよりも融点の高い物質からなる天王星型惑星(巨大氷惑星)である。これらの8個の惑星はほぼ同一平面上にあり、この平面を黄道面と呼ぶ。
title: 核 (天体)
text: 天王星と海王星では、木星や土星と比べ水素・ヘリウムの量が少ない。質量の大部分は水・アンモニア・メタンの氷からなるマントルに占められており、マントルの内部には岩石の核が存在すると見られる。
title: 重水素
text: 原子核が陽子1つと中性子2つとで構成される水素(H)は三重水素またはトリチウムと呼ばれる。重水素、三重水素に対して普通の水素(原子核が陽子1つのもの)は軽水素(H)と呼ばれる。
title: ネオン
text: ネオンは窒素や酸素よりも原子番号が大きく、原子1つを比べた場合は、ネオンの方が重い。しかし、ネオンは地球の地表付近でも単原子分子として存在できるのに対し、同じ条件で窒素や酸素は二原子分子として存在する。気体は同一体積当たりの分子数がおおよそ等しいので、ネオンは地球の地表付近の空気の大部分を占める窒素分子や酸素分子よりも軽く、このため、ネオンの気球はヘリウムと比べればゆっくりであるが上昇する。
title: 核 (天体)
text: 木星・土星といった木星型惑星は、体積の大部分が水素、ヘリウム、水、アンモニア、メタンなどの気体ないし揮発成分からなるが、中心部には岩石を主体とする固体核(岩石核)が存在する。核は惑星全体と比べ小さいが、それでも地球の10倍前後の質量を持つと考えられている。
title: 厚生労働省大臣官房
text: 典型的なヘテロ原子としては、窒素、酸素、硫黄、リン、塩素、ヨウ素、臭素などが挙げられる。
title: 元素
text: 人間の体を構成する元素は、水をつくる水素と酸素が圧倒的に多い。その存在比は海水との相関性が指摘されている。ただし、唯一の例外はリンであり、また人体は微量ながら酵素の活性に必要な微量元素が使われている。
title: 元素合成
text: 宇宙の初期において存在した原子は中性水素(軽水素)(H)の原子核-単体の陽子-と単体の中性子だけである。宇宙が十分に冷えてくると陽子と中性子が衝突して重水素(H)が作られるようになる。重水素に中性子が捕獲されると三重水素(H)、もしくは三重水素がベータ崩壊してヘリウム3(He)となる。さらに中性子を捕獲してヘリウム4(He)までは簡単に作られる。この中で中性水素が最も安定であり、またヘリウム4も安定であるので、この2つの核種が蓄積する。質量数5の安定な核種は存在しないので宇宙の初期における原子核合成はこれ以上進まない。ごく少数この先のリチウム7(Li)やベリリウム7(Be)が作られるが、質量数8の安定な核種は存在しないので、これ以上進むことはまずない。
title: 酸素
text: 宇宙では水素、ヘリウムに次いで3番目に多くの質量を占め、ケイ素量を10としたときの比率は2.38×10である。
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: ヘリウム
text: 天然に存在するヘリウムの同位体には、陽子2つと中性子1つからなる「ヘリウム3」と、陽子2つと中性子2つからなる「ヘリウム4」の2種類がある。ヘリウム3は、地球の大気中においてはヘリウム4に対して100万分の1の量しか存在しないため、原子炉で生成されたものが利用される。原子炉内でリチウム6に中性子を照射すると三重水素とヘリウム4ができ、この三重水素がベータ崩壊(半減期12.5年)してヘリウム3となる。
title: 軽水
text: また、水素の質量数1の同位体(軽水素)と、酸素の質量数16の同位体とだけから出来ているH2O分子からなる水を特に軽水と呼ぶ場合もある。この場合天然水(天然同位体比の水)のうち軽水の占める割合は99.74 %である。
title: 重水
text: 通常の水は H2O であるが、重水は水素の同位体である重水素(デューテリウム: D、H)や三重水素(トリチウム: T、H)、酸素の同位体 O や O などを含む。なお通常の水はH2Oが99.76パーセントからなるが、H2O(0.17パーセント)、H2O(0.037パーセント)、HDO(0.032パーセント)などの水もわずかながら含まれている。
title: 重水素
text: 重水素(じゅうすいそ、英: heavy hydrogen)またはデューテリウム (英: deuterium) とは、水素の安定同位体のうち、原子核が陽子1つと中性子1つとで構成されるものをいう。重水素は H と表記するが、 D(deuteriumの頭文字)と表記することもある。例えば重水の分子式を D2O と表記することがある。
title: 細胞
text: 細胞は約17種類の元素が含まれる。重量比64%の酸素は水や有機化合物の他に、呼吸で取り込んだ酸素ガスに含まれる。同18%の炭素は有機化合物の他に、呼吸で排出する二酸化炭素中にも存在する。同10%の水素は水や有機化合物に使われる。同3%の窒素はアミノ酸や塩基の原料となる。ここまでの4種類は主要四元素と呼ばれる。
title: 星間分子の一覧
text: なお、存在量としては水素分子が圧倒的に多く、次いでCO(一酸化炭素)、H2O(水)、NH3(アンモニア)、HCHO(ホルムアルデヒド)、HCN(シアン化水素)の順で多い。
title: 原子
text: 原子とは、内部に持つ陽子と中性子の各個数の違いで区別される個々の粒子を指す。例えば炭素原子は中性子数の異なるC、C、類が存在する。一方元素は、中性子数に関わらず、ある特定の陽子数(原子番号)を持つ原子のグループを指す。例えば、「炭素は燃焼(酸素と結合)して二酸化炭素を生成する」と表現した場合の「炭素」や「酸素」は元素を意味する。
title: 外惑星
text: 火星は岩石の地殻を有する地球型惑星、木星と土星は主に水素からなる大量の大気を有し、内部では高圧により水素が金属化している木星型惑星、天王星と海王星は凍った水・アンモニア・メタンなどがほとんどを占める天王星型惑星(広義には木星型惑星に分類される)である。木星型惑星、天王星型惑星は多くの衛星や環を持つ。
title: 水素の同位体
text: Hは自然界に最も多く存在する水素の同位体で、その存在度は99%以上である。この同位体は、重水素や三重水素などと対比して、しばしば軽水素と呼ばれる。原子核が陽子(プロトン)1つのみで構成されていることから、プロチウム (protium) とも呼ばれるが、この名前はめったに使用されない。
title: 海王星
text: 水やメタン、アンモニアなどの「氷」の割合は大きいものの、木星や土星と同様に海王星の大気は主に水素やヘリウム、そして微量の炭化水素と窒素で構成されている。しかし、天王星と同様にその内部は氷と岩石で構成されている。そのため通常は、天王星と海王星は木星、土星との違いを強調して天王星型惑星(巨大氷惑星)とみなされる。海王星の青い外観は、最も外側の領域に存在している微量のメタンによって作り出されているとされている。
title: ミス・ユニバース2012
text: 例えば、宇宙物理学では、水素 (H) とヘリウム (He) より重い元素をさす場合や、炭素以上をさす場合などがある。惑星の元素の起源など超新星関連の研究などで用いられる。金属量の計算の際はヘリウムよりも重い元素を重元素もしくは金属として扱う、
title: ワシントン・ルイス
text: 酸素16(さんそ16、O)は酸素の安定同位体である。原子核に8個の中性子と8個の陽子を持つ。質量は7001159949146195600♠15.99491461956 uである。酸素16は最も豊富に存在する酸素の同位体であり、酸素の天然存在度の99.762%を占める。酸素16の相対的、絶対的存在度が高い理由は、恒星進化の主要産物であること、そして原生核種であることである。これは、酸素16が最初はもっぱら水素によって作られた恒星によって作られうることを意味する。ほとんどのOは恒星におけるヘリウム核融合反応の最後に合成される。トリプルアルファ反応ではCが作られ、CはさらにHeを捕まえてOが作られる。ネオン燃焼過程でもOが作られる。
title: 核融合炉
text: 核融合炉において,使用が検討されている反応は主に以下の3つである。なお、以下 Dは重水素、Tは三重水素(トリチウム)、pは水素原子核、nは中性子、Heはヘリウムである。
title: 重水素
text: 軽水素(H)の原子核が陽子1つであるのに対して、重水素の原子核は陽子1つと中性子1つから構成される。なお、この重水素の原子核は、重陽子 (英: deuteron) とも呼ばれる。
title: 元素合成
text: 例えば、水素と重水素を非常に強い力によってぶつけると、その二つの元素が合成されてヘリウムが作られる。
title: 周期律
text: 次にナトリウムからアルゴンまでは同じように3s軌道と3p軌道に電子が入っていくことになる。そしてこれらの元素は、リチウムからネオンまでの元素の中で同じような価電子を持つ元素と類似した性質を持つことになる。例えばケイ素は価電子として3s軌道に2つ、3p軌道に2つの電子を持ち、これは2s軌道に2つ、2p軌道に2つの価電子を持つ炭素と相似であり、元素の性質も類似する。こうして元素の族ができ、周期が再現される。
title: ヘリウム惑星
text: ヘリウム惑星(Helium planet)は、低質量の白色矮星が質量を失うことによってできる仮説上の惑星である。木星や土星のような通常のガス惑星は、構成成分として水素が最も多く、ヘリウムが二番目に多いが、ヘリウム惑星では核燃焼により全ての水素がヘリウムかさらに重い元素に変換されている。
title: 包接水和物
text: ハイドレートは構造 I、構造 II、構造Hの3種の構造をとることがわかっている。構造 I をとる物質はメタン・二酸化炭素などであり、構造 II をとる物質は窒素などである。構造 H は特殊な条件下で生成される。
title: 三重水素
text: 重水素(H)と三重水素(H)とを併せて重水素(heavy hydrogen)と呼ばれることがある。三重水素核は三重陽子 (英: triton) とも呼ばれる。
title: 二原子分子
text: 水素や酸素のように同一元素のみで構成される二原子分子は等核二原子分子(英: homonuclear)、一酸化炭素や一酸化窒素のように異なった2元素で構成されるものは異核二原子分子(英: heteronuclear)と呼ばれる。等核二原子分子の結合は極性が無く完全な共有結合である。
title: 窒化物
text: 窒化物(ちっかぶつ、英: nitride)は、低電気陰性度原子と窒素との化合物で、窒素の酸化数は-3である。水素、炭素、臭素、ヨウ素の窒化物は、それぞれアンモニア、ジシアン(いずれも慣用名)、三臭化窒素、三ヨウ化窒素と呼ばれる。また、窒素は過窒化物 (N2)、アジ化物 (N3) も形成する。
title: フェラーリ・テスタロッサ
text: 単体(たんたい、simple substance)とは、単一の元素からできている純物質のことである。 水素 (H2)、酸素 (O2) などの等核二原子分子や、ナトリウム (Na)、金 (Au) などの純金属が含まれる。 これに対して、水 (H2O) など2種類以上の元素からできている純物質は化合物という。
title: 陽子
text: 陽子とともに中性子によって原子核は構成され、これらは核子と総称される。水素(軽水素、H)の原子核は、1個の陽子のみから構成される。電子が離れてイオン化した水素イオン(H)は陽子そのものであるため、化学の領域では水素イオンをプロトンと呼ぶことが多い。
title: 窒素
text: 窒素は窒素分子として地球の大気の約78.08パーセント(体積比)を占める。ほかに、アミノ酸をはじめとする多くの生体物質中に含まれており、地球のほぼすべての生物にとって、必須の元素である。
title: 水素
text: ただし、一般的に「水素」と言う場合、元素としての水素の他にも水素の単体である水素分子(水素ガス)H2、1個の陽子を含む原子核と1個の電子からなる水素原子、水素の原子核(ふつう1個の陽子、プロトン)などに言及している可能性があるため、文脈に基づいて判断する必要がある。
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: 硫化水素
text: 硫化水素は共有結合性の水素化合物で、硫黄と酸素とが周期表において同じ元素の族(第16族)であるため水と分子構造がよく似ている。密度は、空気を1とすると1.190であり空気よりも重い。
title: 核融合反応
text: 中心温度が15億 Kを超えると、炭素も核融合を始める(炭素燃焼過程)。さらに恒星が十分な質量を持っていれば、ネオン燃焼過程、酸素燃焼過程、ケイ素燃焼過程を経て安定した鉄56(最も安定な核種はニッケル62。詳細は鉄参照)が作られ、中心での核融合反応は終了する。星は内側から、鉄 ( Fe ) の核、ケイ素 ( Si ) の球殻、酸素 ( O ) の球殻、ネオン ( Ne ) の球殻、炭素 ( C ) の球殻、ヘリウム ( He ) の球殻、水素 ( H ) の 最外層からなる、所謂タマネギ状の構造へと形成され、中心以外の各層で核融合が進行する。
title: 天王星の大気
text: 天王星の大気(Atmosphere of Uranus)は、木星や土星等の木星型惑星の大気と同様に、主に水素とヘリウムで構成されている。深部では、水、アンモニア、メタン等の揮発物が多い。上層はその反対で、温度が低いため、水素、ヘリウムより重い気体はほとんどない。天王星の大気は、太陽系の全ての惑星の中で最も冷たく、49Kにも達する。
title: 酸素
text: 地球外でも酸素は多く存在している。おもな存在形態である氷は地球のほか、惑星や、彗星、小惑星などにも見られる。火星においては、大気組成の95パーセントを二酸化炭素が占めるほか、二酸化炭素(ドライアイス)やごく少量の水が氷として両極の氷床(氷冠)に存在している。星が生まれる元となる分子雲では、一酸化炭素が分子の中で2番目に存在量の多い分子である。酸素の起源は恒星核におけるヘリウムの核融合であり、酸素のスペクトルが検出される恒星も存在している。
title: 代わりの生化学
text: 塩素は、炭素やそれ以外を基盤とする生物の、酸素の代替物としてしばしば提案される。しかし、塩素は酸素ほど豊富ではなく、惑星がその表面に生化学的な基礎とするほど十分大量の塩素を持ちうるのかは分からない。
title: メタン
text: 産出するガスは起源によって同位体比と C1/(C2 + C3)(C1:メタン、C2:エタン、C3:プロパン)で求められる炭化水素比、含有する微量ガス比が異なり、組成を分析することで起源を知ることが可能である。天然のメタンを構成する炭素 C と C の同位体比は、98.9 : 1.1 とされ、起源有機物の同位体比、原油の熟成度、微生物分解の要因によって決定される。また微量ガスは、ヘリウムの同位体比(He/He)、窒素(N)・アルゴン(Ar)比など分析することで詳細に判別することが出来るとされている。
title: 窒素15
text: 窒素15は、天然に存在する窒素の安定同位体の一つで、地球上の全窒素の0.364%を占める。陽子7個と中性子8個から構成される。
title: 二硫化炭素
text: 酸素 (O)と硫黄 (S)が同族であることから、二酸化炭素 (CO2)と等電子的な分子であるが、二硫化炭素は非常に燃えやすい。また求核剤と反応しやすく、容易に還元されやすい。この反応性の違いは、硫黄の場合原子核のπ電子供与能が酸素より低く、そのため炭素原子が求電子性を示すためと考えられる。
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: 土星
text: 外層の大気は96.3 %が水素分子 (H2) 、3.25 %がヘリウム (He) である。このヘリウムの構成比は、太陽内に存在するこの元素の比率と比較すると明らかに少ない。ヘリウムよりも重い元素の量は正確には分かっていないが、原始太陽系形成時の比率に一致すると考えられている。これらの元素は地球質量の19〜31倍ほど存在すると見積もられるが、ほとんどは土星中心核にあるものと考えられる。
title: 天王星の大気
text: 炭化水素に加え、成層圏には一酸化炭素や痕跡量の水蒸気、二酸化炭素が含まれる。一酸化炭素の混合比は約3×10で、炭化水素の混合比と非常に近いが、二酸化炭素と水の混合比はそれぞれ約10、8×10である。これらの3つの化合物は、成層圏に比較的均一に分布し、炭化水素のような狭い層に閉じ込められることはない。
title: 重水
text: 狭義には化学式D2O、すなわち重水素二つと質量数16の酸素によりなる水のことを言い、単に「重水」と言った場合はこれを指すことが多い。別名に酸化重水素(deuterium oxide, Water-d2)など。自然界では、D2Oとしての重水はほとんど存在せず、重水はDHOの分子式(半重水)として存在する。
title: フロンティア航空
text: 結合角は孤立電子対が存在すると混成軌道に影響を与えるため、同一元素周期元素の水素化物であるメタン、アンモニア、水とを比較すると、孤立電子対の数に応じてアンモニア(1つ)、水(2つ)の順に結合角がわずかに小さくなっている。すなわち、sp軌道と孤立電子対の軌道との反発あるいは孤立電子対軌道同士の反発により結合角はわずかに変化する(記事 原子価殻電子対反発則 に詳しい)。
title: ヒドロン
text: しかし、天然の水素原子核の99.9844%はプロトンであり、残り(海水では156 ppm)がデューテロン、ごく少量がトリトンである。
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: 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: 包接水和物
text: 水・ガス・低温・高圧の四つの条件がそろうと生成する。メタンや二酸化炭素、塩素などの気体分子を取り込んだものをガスハイドレートと呼び、特にメタンハイドレートはよく知られる。
title: 水素原子
text: 水素原子 (すいそげんし、英: Hydrogen atom) は、水素の原子である。1つの陽子と1つの電子により構成されている。水素原子は、宇宙の全質量の約75%を占める。
title: 二原子分子
text: 標準状態(1気圧、25°C)で二原子分子を構成する代表的な元素は、水素、窒素、酸素、ハロゲン(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、およびアスタチン)である。気化するまで加熱された金属のように、他の多くの元素も二原子分子になることは可能である。しかし、多くの二原子分子は二リンのように高い反応性を持ち不安定である。また、わずかではあるが一酸化炭素や臭化水素といった化合物も作られる。
title: 天然ガス
text: 天然ガスの起源は炭素の同位体比(C/C)、ヘリウムの同位体比(He/He)、窒素(N)・アルゴン(Ar)比などを分析することで判別できると考えられており、下記のように大別される。なお、分類に関しては諸説あり、「生物起源ガス」と「非生物起源ガス」に分類する考え方などもある。
title: 酸化数
text: なお便宜的に化合物中の水素の酸化数を+I、酸素の酸化数を−IIと定義して、酸化数を計算することも行われている。しかし水素より電気陰性度の大きい元素は炭素・窒素・酸素・フッ素・硫黄・塩素・セレン・臭素・ヨウ素に限られるので、それ以外の元素の水素化物に水素の酸化数を+Iとする定義は適用できない。同様に酸素同士の結合がある過酸化物、酸素より電気陰性度の大きいフッ素との化合物では酸素の酸化数を−IIとする定義は適用できない。
title: 第16族元素
text: 硫化水素、セレン化水素、テルル化水素は性質が似ているが、水及び過酸化水素 H2O2 は大きく違う。
title: アルゴン
text: レイリー卿が気が付いたきっかけは、「空気から酸素・二酸化炭素・水蒸気といった当時既知の気体を除いて作った窒素」と「酸化窒素などの窒素化合物から作った窒素」の重さがほんのわずかではあるが違うためで、この問題について彼がラムゼーとほぼ同時にたどり着いた結論が「空気からとった窒素にはごくわずかだがいかなる薬品とも反応しない気体がある」というもので、後にラムゼーはこうした不活性な気体がアルゴン以外にもあることに気が付き、ネオンやクリプトンも空気から分離している他、メンデレーエフの周期表のどこにもこれらの元素が性質上入らないので、縦にもう一つ列(第0族元素)を作った。
title: 合成香料
text: 香料として使用される化合物のほとんどが炭素・水素・酸素・窒素・硫黄の5元素で構成される。
title: 土星
text: アンモニア、アセチレン、エタン、プロパン、リン化水素、メタンも土星大気中から検出された。上空に見られる雲はアンモニアの結晶であるが、下に行くと硫化水素アンモニウム (NH4SH) や水へと変わる。太陽からの紫外線は上層大気層でメタンの光分解を起こし、化学反応でつくられた各種の炭化水素が渦巻きや拡散を通じて惑星内部へ運ばれる。この光分解のサイクルは土星の季節変化の影響を受ける。
title: ウィーン標準平均海水
text: たとえば海水中のO(酸素の一般的な同位体で陽子8個と中性子8個からなる)はO(中性子が1個多い)より約2632倍多い。
title: DHMO
text: DHMO(ディー・エイチ・エム・オー、英:dihydrogen monoxide=ジヒドロゲンモノオキシド)とは、化学式 H2O で表される水素と酸素の化合物であり、和訳すれば一酸化二水素(いっさんかにすいそ)、すなわち水そのものである。
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: 重水
text: なお重水素は三重水素とは異なり放射性ではないため、重水(D2O)もトリチウム水(T2O)とは異なり放射性ではない。
title: 第15族元素
text: 窒素とリンは多様な酸化状態を持つ酸化物を形成するが、窒素は酸化数が大きいほど自由エネルギーが大きく不安定であり、酸化数0の単体窒素が最も自由エネルギーが小さくて安定な為、窒素酸化物は酸化剤として利用されるものが多い。一方、リンの酸化物はいずれも単体リンよりも自由エネルギーが小さく、酸化数が大きいものほど自由エネルギーが小さくて安定である。それゆえリンの酸化物は酸化剤としては利用されない。
title: ヘリウム燃焼過程
text: トリプルアルファ反応によって作られた炭素12にヘリウム原子が融合すると酸素16を形成し、さらに高温ではヘリウムが酸素と融合してネオン20など重原子が発生する。式に表すと以下の通りになる。
title: 氷
text: なお、天文学では宇宙空間に存在する一酸化炭素や二酸化炭素、メタンなど水以外の低分子物質の固体をも氷(誤解を避けるためには「○○の氷」)と呼ぶこともある。また惑星科学では、天王星や海王星の内部に存在する高温高密度の水や、アンモニアの液体のことを氷と呼ぶことがある。さらに日常語でも、固体の二酸化炭素をドライアイスと呼ぶ。
title: 水
text: 水の化学式 H 2 O {\\displaystyle {\\ce {H2O}}} の水素が2つとも同位体の重水素である水を重水と呼び、化学式 D 2 O {\\displaystyle {\\ce {D2O}}} で表す。水素の1つが重水素であり、もう1つが軽水素である水は、半重水と呼び、 DHO {\\displaystyle {\\ce {DHO}}} で表す。水素の1つが三重水素(トリチウム)である水は、トリチウム水(または三重水素水)と呼び、 HTO {\\displaystyle {\\ce {HTO}}} で表す。重水・半重水とトリチウム水を併せ、さらに酸素の同位体と水素の化合物である水も含めて、単に重水と呼ぶこともある。この広義の重水に対して、普通の水は、軽水と呼ばれる。
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: 三重水素
text: 三重水素(さんじゅうすいそ)またはトリチウム(英: tritium、元素記号: T)は、質量数が3である水素の同位体、すなわち陽子1つと中性子2つから構成される核種であり、半減期12.32年でHeへとβ崩壊する放射性同位体である。
title: ビッグバン元素合成
text: 重水素は、例えばヘリウム4が安定でほとんど崩壊しないのに対し、非常に不安定で容易に崩壊する等、様々な面でヘリウム4と逆の性質を持つ。ヘリウム4が極めて安定なため、2分子の重水素が結合してヘリウム4を形成する方向に大きな力が働く。ビッグバン元素合成で宇宙の全ての重水素がヘリウム4に変われなかった唯一の理由は、全てが反応してしまう前に宇宙の膨張によって宇宙の温度が下がったことである。この結果の1つとして、ヘリウム4と異なり、重水素の存在量は初期条件に大きな影響を受ける。宇宙の密度が大きくなればなるほど、より多くの重水素がヘリウム4に変換され、残る重水素の量は少なくなるはずである。
title: レーザー核融合
text: Dは重水素 (Deuterium)、Tは三重水素 (Tritium)、nは中性子、αはアルファ粒子(ヘリウム原子核)である。
title: 糖
text: また、炭素の数によっても分けられる。糖を構成する炭素の数が3つであれば三炭糖(トリオース)、4つであれば四炭糖(テトラオース)、5つであれば五炭糖(ペントース)、6つであれば六炭糖(ヘキソース)、7つであれば七炭糖(ヘプトース)となる。ただし、このような名称は専ら単糖にのみ用いる。
title: アルゴン
text: 空気中(地表)に 0.93% 含まれているので、アルゴンは空気から液体酸素・液体窒素を分離精製する際に、酸素から分留して得ることができる。
title: 恒星進化論
text: 質量が太陽の10倍以上の恒星では、核融合反応がさらに進行する。中心核の温度が15億Kを超えると酸素の核融合によりケイ素などが、さらに25億Kを超えるとケイ素などの核融合により鉄などが生成される。原子番号が鉄付近の原子核は最も安定な原子核であるので核融合はこれ以上は進まない。さらに鉄の中心核の温度が上昇して100億Kを超えると鉄の原子核がヘリウムに分解される反応がはじまる。この分解は吸熱反応であるので、やはり同じように中心核での圧力が一気に下がって重力崩壊が起こる。
title: 周期表
text: また、単体が常温常圧下で取る物質の状態(固体・液体・気体)もブロックでは表しにくい。全体の傾向は水素と右上のヘリウム付近(窒素から右、塩素から右および貴ガス)が気体であり、例外的に液体の相となる臭素と水銀を除いた元素は固体である。このような分類は、マスや文字色などそれぞれの周期表で工夫をこらした表現で示される場合もある。
title: 酸素
text: 酸素は、フッ素に次いで2番目に電気陰性度が大きいため酸化力が強く、ほとんどの元素と発熱反応を起こして化合物を作る。1962年以降には希ガスであるキセノンも、酸素と化合して三酸化キセノン(XeO3)などの化合物を作ることがわかった。
title: IDEC
text: 木星と土星の大部分は水素とヘリウムであり、これより重い元素は質量の3%から13%を占める。水素分子の外層が液体金属水素の層を取り巻き、溶けた岩石状の核も持つと考えられている。水素大気の最外層には、主に水とアンモニアから構成される何層もの雲が存在する。両惑星の大半を占める金属水素の層は、非常に強い圧力によって水素が導電体となっているため、こう呼ばれる。核はより重い元素で構成されていると考えられるが、20,000Kもの高温と高圧のため、その性質はほとんど分かっていない。
title: マントル
text: 木星型惑星は、核の外側に金属水素のマントルを持ち、その外側には液体水素の層があると推測されている。天王星型惑星は、核の外側に水、アンモニア、メタンの氷からなるマントルがあり、その外側には水素とヘリウムの層があると推定されている。ただし、これらの層がマントルと呼ばれることは比較的少ない。