クイズ問題: 精錬するとき非常に多くの電力が必要になるため、「電気の缶詰」とも言われる、原子番号13の元素は何でしょう?
答え: アルミニウム

関連するWikipedia記事の抜粋:
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: 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: 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: 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: 重金属
text: しかしいずれも過剰な摂取は生体機能を安定に保てなくなり中毒性を示す。特に、酸やアルカリと反応しやすい重金属は毒性が強い傾向がある。強毒性を示す炭素と結合する水銀(有機水銀)やカドミウムなどがよく知られるが、錫や鉛の有機化合物、テルルなどにも毒性がある。放射性を持つウランは酸に反応してイオン化し環境に流出してしまう。
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: リチウム
text: 同じアルカリ金属のナトリウム、カリウムと比べて反応性は劣り、イオン半径が小さいため電荷/半径比がアルカリ金属としては高く、化合物の化学的性質は、アルカリ土類金属、特にマグネシウムと類似する(ただし、マグネシウムはアルカリ土類金属ではない)。乾いた空気中ではほとんど変化しないが、水分があると常温でも窒素と反応し窒化リチウム(Li3N)を生ずる。また、熱すると燃焼して酸化リチウム(Li2O)になる。このため、金属リチウムはアルゴン雰囲気下で取り扱う必要がある。ただし燃焼により酸化物を生成する挙動はほかのアルカリ金属が空気中で燃焼した場合、過酸化物や超酸化物を生成するのとは対照的である。
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: 液体金属冷却炉
text: ナトリウムおよびNaK合金(ナトリウムとカリウムの共晶合金)はいかなる温度においても鉄に対する腐食性がなく、様々な核燃料が利用できることから、原子炉構造材の選択肢が多いという特長がある。しかし、空気に触れただけで発火し、水とは極めて激しく反応して水素ガスを発生してしまうなど化学的に活性が高いことが問題となる。実際に1995年には日本の高速増殖炉原型炉もんじゅでナトリウム漏れおよび発火事故が起きている。運転中の中性子照射により放射化したナトリウム(ナトリウム24)は線量が高いことも運転中の点検・修理において問題となる。ただし、ナトリウム24は半減期が約15時間と短いため廃棄物処理の際に問題になることはない(他の同位体はナトリウム22(2.6年)を除いて半減期が1日以下であり、ナトリウム22は安定同位体のナトリウム23より質量数が小さく運転中に生じることはないので無視できる)。
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: 第12族元素
text: 水銀は亜鉛・カドミウムとは異なり、金属としては唯一常温で液体であること、亜鉛とカドミウムが卑金属であるのに対し水銀はイオン化傾向が水素より小さい金属という定義に従い貴金属に分類されることもあるといった特徴をもつ。
title: リーゼ・マイトナー
text: マイトナーが核分裂の発見に深くかかわったきっかけは、先述のようにフェルミの論文であった。フェルミの研究は、さまざまな原子に中性子を当てることによって、人工的に放射能を作りだすというものである。フェルミは、当時知られていた最も原子量の大きい元素であるウラン(原子番号92)に対してもこの実験を行った。そうして作りだされた放射能の性質は、今までに観測されたどの元素とも異なっていた。そのためフェルミは、この実験によって原子番号93の新たな元素が生み出されたのではないかと考えた。
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: トリウム燃料サイクル
text: 核燃料として酸化物を利用する場合、二酸化ウラン(UO2)に対し、二酸化トリウム(ThO2)は融点が高く、熱伝導率が高く、熱膨張率が低い。二酸化ウランよりも化学的に安定で、さらに酸化されることもないなど、安全上有利な性質を備えている。
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: 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: タンタル
text: タンタルは銀灰色で、密度や延性が高く、非常に固いが加工はしやすい。熱や電気の伝導度が高く、酸による腐食にも強い。金属を侵す能力の高い王水であっても、摂氏150度以下ではタンタルはまったく溶けない。フッ化水素酸やフッ化物と三酸化硫黄を含む酸性溶液、水酸化カリウムには溶ける。タンタルの融点は摂氏3,017度(沸点は摂氏5,458度)と高く、これを上回る元素はタングステン、レニウム、オスミウム、炭素だけである。
title: 第17族元素
text: 塩素は水圏に大量に存在する(クラーク数)が、地殻中の存在比ではフッ素>塩素>臭素>ヨウ素である。放射性物質であるアスタチンは、既知の最も長い半減期を持つ質量数210の同位体でも8.3時間しかないため、自然環境中にはほとんど存在せず、質量数218の同位体などがウランUの壊変生成物として定常的に極低濃度、存在するが確認は困難である。一般的に分子量の大きなものほどファンデルワールス力が増大し、常温、常圧でフッ素は薄黄色の気体、塩素は淡黄緑色の気体、臭素は赤褐色の液体、ヨウ素は黒紫色の固体、アスタチンは固体で、ヨウ素、アスタチンの固体は金属光沢を持つ。
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: 第1族元素
text: アルカリ金属の単体は、すべて銀色の金属光沢を放つ金属である。電気伝導性および熱伝導性は、他の金属と同様極めて良好である。しかし、それ以外の性質は、他の金属と比べて特異的である。第一に、ほとんどの金属が高い融点を持つ中で、アルカリ金属は比較的融点が低く、かつ重い元素ほど低い。セシウムは常温より少しだけ高い29°Cで融解する。ナトリウムはその高い熱伝導性と低い融点(98°C)が故に、原子炉の冷却材としても用いられる。また、アルカリ金属は他の金属と比べて非常に柔らかい金属である。リチウムはナイフで切断でき、カリウムはバターのように押しつぶすことができる。さらに特異な性質として、その密度の低さがあげられる。リチウム、ナトリウム、カリウムは比重が1以下で水に浮く。特にリチウムの密度は水の半分程度で、もし反応性と柔らかさにさえ目をつぶれば、船を造るのに最適な金属であろう。
title: ラドン
text: ラドンは無味無臭、無色の気体であるため、人間が知覚することはできない。標準状態では単原子分子として存在しており、その密度は9.73 kg/mと海面における大気の密度1.217 kg/mのおよそ8倍である。標準状態では無色であるが、-71.15 °C(202 K)の融点以下まで冷却して固体状態になると黄色から赤橙色の鮮やかな放射線ルミネセンス(英語版)を発する。また、結露して液体状態になると青色から薄紫色に発光する。水に対するラドンの溶解度は他の貴ガス元素と比較して、キセノンの約2倍、クリプトンの約4倍、アルゴンの約8倍、ネオンやヘリウムの約20倍である。有機溶剤やプラスチックに対するラドンの溶解度は水に対するそれよりも約50倍大きい。
title: ストロンチウム
text: ウランの核分裂生成物など、人工的に作られる代表的な物質放射性同位体としてヨウ素131、セシウム137と共にストロンチウム90 (Sr) がある。ストロンチウム90は、半減期が28.8年でベータ崩壊を起こして、イットリウム90に変わる。原子力電池の放射線エネルギー源として使われる。体内に入ると電子配置・半径が似ているため、骨の中のカルシウムと置き換わって体内に蓄積し長期間にわたって放射線を出し続ける。このため大変危険であるが、揮発性化合物を作りにくく原発事故で放出される量はセシウム137と比較すると少ない。
title: 液体金属
text: 室温では、ほとんどの金属が固体金属となるが、室温付近で液体になる金属として、-38.8°C(234.3 K、-37.9°F)以上で融解する水銀(元素記号:Hg)のほか、融点が28.5°C(83.3°F)のセシウム (Cs)、39°C (102°F)のルビジウム (Rb)、30°C (86°F)のガリウム (Ga) の4種類がある。
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: 酸化セシウム
text: セシウムのようにイオン半径が大きいアルカリ金属では酸化物より超酸化物の方が熱力学的に安定となるため、空気中での加熱により150°C付近から酸素を吸収して超酸化セシウムを生成する。
title: 三重水素
text: トリチウム水からトリチウムを単離するのは上述のとおり極めて難しいため、高い純度のトリチウムを得るにあたっては回収しやすい形で人工的に生成する必要がある。比較的良く知られたトリチウムの生成方法としては、原子炉内でリチウム Li に中性子を当て(中性子捕獲させ)、トリチウムとヘリウム4(He)に分裂させた上で得るという方法がある。しかし、リチウムはイオン化傾向が高く、少量の水と接触するだけで激しく反応するなどの性質があり危険であるため、反応性はなくすがリチウムのトリチウムにはなる性質は残す合金を作るといった研究が行われている。東京工業大学でリチウムと鉛の合金が適しているといった研究結果が出されている。また、この合金だと鉛に当たった中性子は2倍に増えるため、通常より多くのトリチウムが生産されることも期待されている。
title: オガネソン
text: オガネソンは、ラドンのほぼ2倍に相当するかなり幅広い分極率を持つ。他の貴ガスから推測すると、オガネソンの沸点は320Kから380Kと推定され、これは予測されていた263Kまたは247Kという値とはかなり異なる。 計算には大きな不確実性があるが、恐らくオガネソンは標準状態では気体ではなく 、固体であると推測される。もし標準状態で気体であるとすると、他の貴ガス同様単原子気体であるにも関わらず、最も密度の濃い気体の1つということになる。その高い分極率のため、異常に低いイオン化エネルギー(ラドンの約70% である鉛と同程度でフレロビウムより遥かに低い)を持つと推測されている。
title: カドミウム
text: 沸点は金属元素としては水銀およびアルカリ金属についで低く、したがって蒸気圧が比較的高く、カドミウム蒸気は有毒である。
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: リチウムイオン二次電池
text: リチウムイオン二次電池のコストは正極材料に使われる希少元素のコバルトがその7割を占めているが、近年、大幅な低コストを目指して正極材料にマンガン、ニッケル、リン酸鉄などを使うものが開発されつつある。(ニッケルは希少元素だがコバルトより安い、マンガンは商業的にレアメタルとされているが厳密には希少元素ではない。)。
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: ニオブ
text: ニオブはごく低温において超伝導になる。大気圧では、元素の超伝導体としては最も高い臨界温度である9.2ケルビンで超伝導となる。ニオブは全ての元素の中で最大の磁場侵入長を持つ。これに加えて、バナジウムおよびテクネチウムと並んで、3つだけ存在する元素の第二種超伝導体でもある。超伝導特性は、金属ニオブの純粋度に強く依存している。
title: リチウム
text: Liを高濃度に濃縮させたフッ化リチウムとフッ化ベリリウムを混合させたフリーベは溶融塩原子炉における溶融塩として用いられる。フッ化リチウムはリチウムの化合物の中でも安定であり、フリーベは低融点な塩である。加えて、Liおよびベリリウム、フッ素は熱中性子捕獲断面積が十分に低いため、原子炉中の核分裂反応を阻害しない数少ない核種のひとつである
title: セシウム
text: 金属セシウムはもっとも反応性の高い元素のひとつであり、水との接触に際して非常に高い爆発性を有する。金属セシウムと水との反応によって生成する水素ガスは、その反応と共に放出される熱エネルギーによって加熱され、発火と激しい爆発を引き起こす。
title: 亜鉛
text: 亜鉛の沸点が同族のカドミウム、水銀と同様に低いため、酸化亜鉛を木炭などで還元して金属を得ようとしても昇華してしまい煙突の先端で空気中の酸素と反応し酸化物に戻る。この場合、鉱石を還元して生成した蒸気を空気を遮断して冷却しなければ単体は得られない。
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: 塩化ウラン(VI)
text: 塩化ウラン(VI)は120 - 150 °Cまでは安定である。塩化ウラン(VI)の固体は別の構造に転移する。一方、塩化ウラン(VI)の気体は熱分解で固体の塩化ウラン(V)に変化する。この反応の活性化エネルギーは約40 kcal/mol である。
title: オスミウム
text: パラジウムと同様に粉末状のオスミウムは水素原子を効率的に吸収する。これによりオスミウムは金属水素化物バッテリーの電極の潜在的な候補となっている。しかし、オスミウムは高価であり最も一般的なバッテリーの電解質である水酸化カリウムと反応してしまう。
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: リチウム
text: 常温常圧では銀白色の柔らかい金属で、ナトリウムより硬い。常温で安定な結晶構造は体心立方格子(BCC)。融点は180°C、沸点は1,330°C(沸点は異なる実験値あり)であり、その融点および沸点はアルカリ金属元素の中でもっとも高い。また0.534という比重は全金属元素の中でもっとも軽く、水より軽い3つの金属元素のうちの1つ(残りの2つはナトリウムとカリウム)でもある。また、3,582J/(kg・K)という比熱容量は全固体元素中最大である。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。
title: 水素化ウラン(III)
text: 水素化ウランをジボランと共に加熱するとホウ化ウランが生成する 。また、臭素ととも300 °Cに加熱すると臭化ウラン(IV)が生成し、塩素と共に250 °Cに加熱すると塩化ウラン(IV)となる。フッ化水素とは20 °Cでも反応して四フッ化ウランとなる。一方、塩化水素や臭化水素、ヨウ化水素とは300 °Cで反応して塩化ウラン(III)、臭化ウラン(III)、ヨウ化ウラン(III)となる。アンモニアとは250 °Cで反応して窒化ウラン(III)となる。硫化水素とは250 °Cで反応して硫化ウラン(IV)となる。酸素とは20 °Cで反応して八酸化三ウランとなり、水と350 °Cで反応して酸化ウラン(IV)となる。
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: 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: YOKARO
text: アルミニウムは、テルミットなどのアルミニウム熱反応でよく見られるようにほとんどの元素よりも酸素との親和性が強いため、二酸化炭素や水といった通常では不活性と見なされるような安定した物質からも酸素を奪い燃焼することができる。
title: 核兵器の歴史
text: 20世紀の最初の10年に、原子の性質について物理学上の革命的な発見がなされた。1898年に、フランスの物理学者のピエール・キュリーと、そのポーランド人の妻マリ・キュリーによってピッチブレンド (閃ウラン鉱) 内から放射性物質が発見され、彼らはその放射性物質をラジウムと名付けた。この発見を知った科学者と一般の人たち両方は、我々のまわりにある物質が、莫大な量の見えないエネルギーを有していることを知り、これを利用できるかもしれないと考えるようになった。
title: セシウム137
text: ウラン235の熱中性子核分裂において直接生成する場合の核分裂収率は、セシウム137は0.06 %に過ぎないが、ヨウ素137(半減期24.5秒)は2.6 %、キセノン137(半減期3.82分)は3.2 %生成し、その他テルル137(半減期2.5分、0.39 %)なども含めて、これら短寿命核種がベータ崩壊してセシウム137となるため、累積の核分裂収率は6.2 %となる。
title: 第1族元素
text: すでに述べたように、リチウムは全金属中で最も低い密度を持つ。この軽さは航空産業や宇宙産業で用いる材料の素材として極めて有用である。例えば合金の一種であるLA 141(リチウム14%、アルミニウム1%、マグネシウム85%)の密度は1.35 g/cm^3であり、現在最も広く用いられている低密度金属の一つである。
title: 第1族元素
text: 金属リチウムは銀色を呈するが、空気にさらすと速やかに酸素と反応して黒変する。窒素と反応する元素は周期表全体でみても元々少数であるが、リチウムはその中の唯一のアルカリ金属である。窒素分子の三重結合の結合エネルギーは945 kJ/molであり、これより安定な窒化物を与えるためには、生成物の格子エネルギーを十分に高める必要がある。アルカリ金属中では、最も高い電子密度を誇るリチウムのみがこの条件を満足することができる。
title: 塩化ウラン(VI)
text: 塩化ウラン(VI)は四塩化炭素中で酸化ウラン(VI)(UO3) と熱した塩素を反応させることで得られる。この反応の収率は塩化ウラン(V)が存在すると高くなる。酸化ウラン(VI)はまず塩化ウラン(V)となり、さらに塩素と反応して塩化ウラン(VI)となる。反応物の量にもよるが、 温度を65 - 170 °C(理想的には 100 - 125 °C)の範囲とすると反応が進む。反応に伴って圧力が変化するため、グローブボックスなどの気密容器中で反応させる。
title: テクネチウム
text: テクネチウム(英: technetium [tɛkˈniːʃiəm])は原子番号43の元素。元素記号は Tc。マンガン族元素の1つで、遷移元素である。天然のテクネチウムは地球上では非常にまれな元素で、ウラン鉱などに含まれるウラン238の自発核分裂により生じるが、生成量は少ない。そのため、後述のように自然界からはなかなか発見できず、人工的に合成することで作られた。すなわち発見が自然界に由来しない最初の元素かつ最初の人工放射性元素となった。安定同位体が存在せず、全ての同位体が放射性である。最も半減期の長いテクネチウムはテクネチウム98でおよそ420万年である。
title: 佐川眞人
text: 佐川が富士通時代に磁石の研究に取り組んでいたときには、鉄が主成分の磁石では強い磁石は作れず、強い磁石はコバルトを主成分としたものであることが常識とされていた。しかしコバルトは希少で高価であり、資源も偏っていた。そこで佐川は鉄とレアアースの組み合わせで強い磁石を作ることができれば安く安定した磁石が提供できるものと考えた。鉄を主成分にした磁石が強い磁性を持つことができないのは鉄の原子と原子の距離が近すぎるためと知った佐川は「ならばホウ素など原子半径の小さい元素を加えれば、鉄の原子間距離を広げられるのではないか」と考え、この考えをもとに試行錯誤のすえネオジム磁石を完成させた。
title: カリウム
text: アルカリ金属類の窒素以外の試薬に対する反応性は電気陰性度が低いほど高くなるため、カリウムは、より電気陰性度の大きいリチウム、ナトリウムよりも反応性が高く、より電気陰性度の小さいルビジウム、セシウムよりは反応性が低い。切断してすぐのカリウムの断面は銀色の外観をしているが、空気によってただちに酸化されて灰色へと変色していく。
title: 鉛冷却高速炉
text: 直接核燃料に照射される鉛やビスマスは、中性子の反応断面積は小さいものの放射化し、とくにビスマスは放射能が強く半減期が138日と比較的長いポロニウム210を生成するため、メンテナンス性に影響がある。
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: 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: オガネソン
text: 1998年末、ポーランドの物理学者w:Robert Smolańczukは、オガネソンを含む超ウラン元素の合成のための核融合反応の計算結果を論文として公表した。彼の計算では、慎重に制御された条件下で鉛をクリプトンと融合することでオガネソンを作ることができ、その反応の融合可能性(反応断面積)は、シーボーギウムを生成する鉛-クロムの反応と同程度であるというものであった。これは、鉛またはビスマスをターゲットとした反応断面積は、生成する元素の原子番号の増加とともに指数関数的に減少するという予測と矛盾するものであった。
title: 代わりの生化学
text: 他に溶媒として提案されたものには、メタノール、六フッ化ウラン、硫化水素、塩化水素がある。後の二つは、宇宙に硫黄と塩素が比較的少ないことが問題となる。炭化水素、例えばタイタン表面に存在すると言われるメタンやエタンの海は、広い範囲の温度で溶媒として機能できるが、極性に欠けている。
title: フッ化白金(VI)
text: 他の元素による中性の六フッ化物もまた揮発性である。これには、オスミウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、タングステン、テクネチウム、そしてウランが含まれる。いずれも強力な酸化剤である。フッ化ウラン(VI)とフッ化タングステン(VI)は原子力およびマイクロエレクトロニクス産業にそれぞれ利用されている。また、硫黄、キセノン、セレン、およびテルルも容易に分離できる六フッ化物を形成する。六フッ化硫黄はその立体障害のため極めて安定しており、不活性流体として電子機器で絶縁体として広く使われてきたが、類似化合物の六フッ化セレンと六フッ化テルルは反応性が非常に大きい。
title: アルゴン
text: アルゴンは単原子でオクテット則を満たしていることから、他の原子と結合した化合物は長い間知られていなかった。2000年、フィンランドの研究者により初のアルゴン化合物、アルゴンフッ素水素化物 (HArF) の合成が発表された。これは、アルゴンとフッ化水素、ヨウ化セシウムを混合して 7.5 K で紫外線照射することにより合成された。
title: ウラン濃縮
text: 供給流としてウランガスを用いる場合、ウランを完全に気化させなければならないが、気化に必要な温度(約3,800°C)を維持することは技術的に困難である。そこで、ウラン金属をフッ素 (F) と化合させ、六フッ化ウラン(UF6)とすることで、およそ57°Cで気化させることができる。フッ素には、フッ素19(F)以外の安定同位体が存在しないため、フッ素化合物として同位体分離を行っても質量誤差が生じない。六フッ化ウランは、まずウランとフッ素ガスを化合させて五フッ化ウラン(UF5)とした後、さらにフッ素と化合させることにより製造する。
title: 死海
text: 周辺の井戸水に多く含まれる臭化マグネシウムから臭素が産出される。米国アーカンソー州ユニオン郡の地下水から臭素が得られるようになるまで世界最大の臭素産出地だった。現在も輸出額では世界第一位である。20世紀に入り、死海の豊富な塩分から採取される塩化カリウムを利用した化学肥料の生産が活発化した。この化学肥料の多くはヨルダンから日本に輸出されている。また死海付近には天然ガスの埋蔵が確認され、今後はガス田開発が計画されている。
title: セダン核実験
text: 米国内で実施された核実験の中でも、セダンは高い放射能を引き起こしたものにランクされる。この実験では、880,000キューリーの放射性のヨウ素131(甲状腺障害を引き起こす)が空気中に拡散した。またこの実験は、金198、金199、ベリリウム7、モリブデン99、ネオジム147、鉛203、タングステン181、タングステン185、タングステン188のそれぞれの拡散量において1位であり、コバルト57、コバルト60、マンガン54の量で2位、ナトリウム24の量で3位である 。
title: 第7族元素
text: マンガンは反応性の高い元素で、ハロゲン、酸素、硫黄、炭素、窒素、および多くの非金属と化合物を形成する。また、鉄の合金である鋼鉄には、何れもマンガンが含まれ、製鉄業においては、重要な添加元素である。テクネチウムとレニウムとは性質が似ており、酸化物、硫化物、ハロゲン化物を与える。テクネチウムの半減期の短い同位体は、医療用放射線減(主にトレーサー)として利用される。希少で高価なレニウムは、工業的に大量に利用されることはないが、実験室での脱水素触媒や、フィラメントの添加物や熱電対として利用される。そして、Tcは原子炉でのウランの核分裂生成物の6%を占める。すなわち、100MW級の原子炉では、毎日約2.5gのテクネチウムが生成している。したがって、今日では天然に存在する安定核種のレニウムよりも、放射性核種のテクネチウムの方が入手しやすい。
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: 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: 三重水素
text: ただし、この方法の場合、十分な量のトリチウムを生成するためには中性子がその分相当量必要となり、やはりトリチウムの価格がデューテリウム(二重水素)に比べて高くなる。
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16族元素
text: セレンやテルルは存在量も少なく、金属精錬の副産物として産出される。放射性元素であるポロニウムはごくわずかな量がウラン鉱の副産物中に存在している。
title: カール・ボッシュ
text: フリッツ・ハーバーが実験的に成功させたアンモニア合成法は、高温高圧下の大気中でオスミウムを触媒にして水素と窒素を結合させるというものであった。しかしこの方法は、高圧に耐える装置を作らなければならないこと、オスミウムが希少な元素のため高価なこと、水素を大量生産する技術が確立されていないこと、などの問題を抱えていた。
title: 菊豆
text: 四フッ化ウラン または フッ化ウラン(IV) (UF4) はウランのフッ化物で、緑色の結晶性固体である。蒸気圧が低く、水にはわずかに溶ける。酸化数4のウラン(ウラナス)はプロセス上で取り扱いが異なるため非常に重要である。ウラン精製工場ではグリーンソルトと呼ばれる。
title: カリウム
text: これらのうち、質量数40のカリウム40は放射性同位体である。半減期はおよそ12.5億年であるため、地球創生時に取りこまれたものがいまだに自然界に残存している(元をただせば超新星爆発で核反応が起こって生成・放出されたものとされる)。カリウム40のうち11.2パーセントは、電子捕獲もしくは陽電子放出(β崩壊)によってアルゴン40へと崩壊し、88.8パーセントは陰電子崩壊(β 崩壊)によって非放射性の安定同位体であるカルシウム40となる。大気中に存在するアルゴンの多くの部分は、このカリウム40の崩壊により生成したものだと考えられている。また、大気中のアルゴン40の一部は宇宙線(太陽からの放射線)と反応することによりカリウム40となる。このためカリウム40は炭素14とともに常時生成されている。
title: イオン液体
text: イオン液体の発見はパウル・ヴァルデンが1914年に発見した融点12度の硝酸エチルアンモニウム(CH3CH2NH3NO3)に遡るが、当時はほとんど注目されなかった。
title: フランシウム
text: フランシウムは、化学的性質の大部分がセシウムに似たアルカリ金属元素である。1個の価電子を持つとても重い元素であり、元素の当量は最も大きい。もし単体の金属フランシウムが作られたならば、その融点において表面張力はおそらく0.05092 N/mである。フランシウムの融点は計算上およそ27 °C付近になると推定されている。しかし、融点はフランシウム元素の非常な希さと放射性のためはっきりと確認されておらず、主張及び推定の域にとどまっている。同様に、推定された677 °Cという沸点もまた未確認である。放射性元素は放熱するため、その熱によって金属フランシウムはほぼ間違いなく液体であると考えられている。
title: 第1族元素
text: リチウム以外のアルカリ金属元素は、溶融させることでそれぞれ任意の割合で混合して合金を与えるが、リチウムはナトリウムとは380°C以上の条件で合金を作ることができるものの、それ以外のアルカリ金属元素とは合金を作ることができない。アルカリ金属同士の合金で重要なものはナトリウムカリウム合金であり、カリウム含有率77.2 %のもので融点が-12.3°Cと常温で液体な低融点合金である。その高い比熱によって核反応における熱媒体としての利用が検討されていたが、より安全な溶融ナトリウムへと移りこの用途では現在用いられていない。また、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
title: 塩化ウラン(V)
text: 塩化ウラン(V)は酸化ウラン(VI)と四塩化炭素を反応させると生じる。
title: カリウム
text: カリウム40は、カリウムが商用の代用塩として大量に用いられるほどに自然界から十分な量が産出し、教室での実演のための放射線源に用いられる。このようにカリウムは大量に存在するうえに生体に含まれる量も多いため、健康な動物や人間にとって炭素14よりも大きな最大の内部被曝源である。70kgの体重の人間において、1秒間にカリウム40はおよそ4,400個崩壊する。天然カリウムの活性は31Bq/gである。
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: 第2族元素
text: イオン半径の大きいバリウムではイオンの電荷密度がナトリウムの電荷密度と同程度と低いため過酸化物も安定となり、酸化バリウムを空気中500度で加熱すること、または過剰の酸素とバリウムを反応させることで過酸化バリウムを生成する。
title: 貴ガス化合物
text: キセノン以外の貴ガス元素については、ラドンはフッ素と反応して二フッ化ラドン RnF2 を与える。二フッ化ラドンは固相において黄色い光を発する。クリプトンもフッ素と反応して二フッ化クリプトンを与える。アルゴンの化合物は2000年に、アルゴンとフッ化水素からアルゴンフッ素水素化物 (HArF) が生じることが極低温下において観測され初めての例となった。
title: 酸化セリウム(IV)
text: 酸化セリウム(IV)は、500–650 °Cという中間的な温度において酸化物イオンの高いイオン伝導性をもち、ジルコニア系よりも生成エンタルピーが低いことから、固体酸化物形燃料電池(SOFC)の素材として注目されている。
title: ルビジウム
text: 1861年に、ドイツの化学者ロベルト・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフが新しく開発されたフレーム分光法によってルビジウムを発見した。ルビジウムの化合物は化学および電子の分野で利用されている。金属ルビジウムは容易に気化し、利用しやすいスペクトルの吸収域を有しているため、原子のレーザ操作のための標的としてしばしば用いられる。ルビジウムの生体に対する必要性は知られていない。しかし、ルビジウムイオンはセシウムのように、カリウムイオンと類似した方法で植物や生きた動物の細胞によって活発に取り込まれる。
title: セシウム
text: アルカリ金属元素は酸素との二元化合物を多く形成するが、セシウムはさらに多くの酸素との二元化合物を形成する。セシウムが空気中で燃焼する際、超酸化物の CsO2 が主に生成する。これは、超酸化物イオン (O2) のような不安定な陰イオンが、イオン半径の大きなセシウムの格子エネルギー効果によって安定化されるためである。
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: キュリウム
text: 1944年、シーボーグ等(米国)により、プルトニウム239に32 × 10 eVのα粒子をぶつけることにより、キュリウム242(半減期163日)が作られた。その後、いくつかの同位体が発見されたが、最も半減期が長いものはキュリウム247の1560万年である。最も大量に入手できるのはキュリウム244(半減期18.1年)。
title: フッ素
text: 1800年、イタリアのアレッサンドロ・ボルタが発見した電池が、電気分解という元素発見にきわめて有効な武器をもたらした。デービーは1806年から電気化学の研究を始めると、カリウム、ナトリウム、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、バリウム、ホウ素を次々と単離した。しかし1813年の実験では、電気分解の結果、漏れ出たフッ素で短時間の中毒に陥ってしまう。デービーの能力を持ってしてもフッ素は単離できなかった。単体のフッ素の酸化力の高さゆえである。実験器具自体が破壊されるばかりか、人体に有害なフッ素を分離・保管することもできない。
title: 超酸化カリウム
text: 超酸化カリウム(ちょうさんかカリウム、英: potassium superoxide)はカリウムの超酸化物。溶融したカリウムを純粋な酸素中で燃焼させて得られる。
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: 錬金術
text: 錬金術の目的の一つである「金の生成」は、採算は合わないが現在では可能とされている。金よりも原子番号が一つ大きい水銀の同位体Hgに中性子線を照射すれば、原子核崩壊によってAuに変わる。
title: 骨炭
text: 通常、骨炭は活性炭より表面積が少ないが、特に第12族元素(カドミウム、亜鉛)や銅などの特定金属などに対して、高い吸着力を持っている。その他のヒ素や鉛のような高い毒性を持つ金属イオンにも有効である。
title: コバルト
text: 原子量が59であるコバルトが、核分裂反応に伴って放出される中性子を取り込むことでコバルト60が生成され、これが爆弾の爆発とともに広範囲へまき散らされる。コバルト60は半減期が約5.27年でγ線を放射するため、コバルト爆弾は放射線兵器となる。しかし、半減期の長いコバルト60による汚染は味方にも被害がおよぶうえ、被災地の占領も困難であるなどの理由から、実用化されることはなかった。
title: 液体ヘリウム
text: ヘリウムは、-269 °C(約4 K)という極低温で液体として存在する。ヘリウムの安定な同位体には大多数を占めるヘリウム4と非常に希少なヘリウム3の2種類しかないが、沸点や臨界点は、同位体によって異なる。1気圧、沸点でのヘリウム4の密度は、約125 g/lである。
title: 酸化アルミニウム
text: 酸化アルミニウムにはAl2O3の化学式で表される酸化アルミニウム(III)の他に、AlOの化学式で表される酸化アルミニウム(II)および、Al2Oの化学式で表される酸化アルミニウム(I)が存在する。酸化アルミニウム(II)は高層大気中においてアルミニウム処理された手榴弾が爆発した際に気層から検出され、星の吸収スペクトルからも発見されている。酸化アルミニウム(I)は酸化アルミニウム(III)と金属ケイ素を真空条件下1800°Cで加熱することによって得られる物質であり、安定に存在できる温度領域が1050-1600°Cであるため通常は気体として存在している。
title: 第1族元素
text: 液体リチウムは最も腐食性の高い物質と知られ、例えばリチウムをガラス容器の中で溶解させたときには、ガラスと反応して容器に穴をあけるほどである。さらに、リチウムはすべての元素のうち最も低い標準電極電位を示す。
title: 白金ナノ粒子
text: 燃料電池、水素と酸素を反応させる発電機だが、その電極における白金は微粒子となっているが、発電に伴い白金微粒子が粗大化し性能が低下する。原子が13個の白金粒子(Pt13)は、これまで有用とされてきたが最も活性が低く、最も高い活性があったのは原子が19個の白金粒子で、その4倍の活性を示した。
title: 可逆計算
text: 三窒化二ウラン(さんちっかにウラン、英: diuranium trinitride、U2N3)は、酸化ウラン(IV)や炭化ウランに性質が類似しているために原子炉の核燃料として使われているセラミック化合物である。窒素とウランを700 °Cで反応させることによって合成する。空気中でウランを燃焼させて作ることもできる。
title: 塩化ウラン(V)
text: 塩化ウラン(V)は赤褐色の微結晶粉末、または金属光沢をもつ黒赤色結晶である。塩化ウラン(IV)とは対照的に水溶性である。吸湿性が強く、水や熱によって塩化ウラン(VI)と塩化ウラン(IV)に分解する。アルコール、アセトン、ジエチルエーテル、ジオキサンなどの有機溶媒と反応する。四塩化炭素、二硫化炭素、塩化チオニルとは反応せず溶解する。α相は単斜晶系で空間群 P21/n(No.14、position 2)に属し、格子定数は a = 799 pm、b = 1069 pm、c = 848 pm で β = 91,5°である。一方、四塩化炭素やジクロロメタンで塩化ウラン(VI)を結晶化させるとβ相の塩化ウラン(V)が生じ、これは三斜晶系で空間群 P1 (No. 1) に属する。
title: 第1族元素
text: 天然のカリウムは放射性同位体であるカリウム40を0.012%含む。カリウム40にはβ壊変によってカルシウム40になる道と電子捕獲によってアルゴン40になるという二つの道がある。約11%カリウム40が後者の道を選ぶ。すでに固化したマグマの中でこの反応が起こると、発生したアルゴンは岩石に閉じ込められることとなる。これを用いた岩石の年代測定が広く行われている。
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: 半金属
text: 全ての一般的な半金属もしくはそれらの化合物は、半導体もしくは固体電子工学産業における用途が見つけられている。その代表的な例としてケイ素は半導体の主要用途の一つである太陽電池材料として広く利用されており、テルルの化合物であるテルル化カドミウムも低コストな太陽電池材料として実用化されている。ホウ素はその高い融点と、不純物の導入および制御、保持の困難さに起因して単結晶を得ることが相対的に難しかったため、ホウ素が半導体として利用され始めたのは他の半金属元素よりも遅かった。
title: マンガン
text: 比較的反応性の高い金属で粉末状にすると空気中の酸素、水などとも反応する。化合物は2 - 7価までの原子価を取り得る(+2、+3、+4、+6、+7 が安定)。地球上には比較的豊富に存在するが、単体では産出しない。二酸化マンガンを触媒とする過酸化水素の水と酸素への分解反応は、日本の義務教育課程で触媒の実験の題材とされるため非常に有名である。