Admin / Write / Res
since2009/11/9…… 三日坊主になりながらも、何か書いています。
[1]  [2]  [3
元素アドベントカレンダーも今週で終了……
というわけで今日も頑張っていくよー

本日はチタンです。
名前の由来はギリシャ神話の巨人タイタン(Titans)にちなみます。
タイタンといえば、土星の衛星としても有名ですよね。
あと、私の中ではVENUSのバックダンサー(BEMANIやってるひとにしか伝わらんぞこれ)のイメージが強いです。
未だにビートネーションサミット2017のブルーレイを作業用BGMで流し続けてる人類です。

さて、タイタン、以前もお話したようにウラヌスとの子なので、
実質ウランの子……ってコト!?(ちがう)

ざっくり見た感じだと、チタンは発見時まだ性質が知られておらず、
そういう元素は性質に関係ない名前→神話から取ろう!
ってなって、ウランと同様神話から取られ、
ここから神話の由来の名づけが流行ったそうです。
流行の最先端を行ったんだな……

さて、チタン、最高酸化数+4で希ガスの電子配置となり最も安定な化合物を作ります。
出たな希ガスの電子配置。

地殻中のチタンの存在度は9位で遷移金属としては鉄に次いで2位で、豊富に存在します。
なので、人は一日に食物でおおよそ0.8mgのチタンを摂取していますが、そのまま排出されています。

Tiは表面に丈夫な酸化保護膜が形成されるため、
過酷な条件でも安定です。
なので、過酷な条件で使われる現場で使用されています。
2/3は飛行機のエンジンや機体に利用。
残りは化学プラントの熱交換機などに利用されています。

さて、チタンと言えば……
二酸化チタンは白色顔料です。ペンキに大量に用いられています。
また、確かなんですけど、お化粧品のファンデーションも酸化チタン(二酸化チタンなのかな?)が使われてることも。
この二酸化チタン、光触媒としても働きます。

光触媒、ご存じでしょうか?
よく、家の外壁などで、これを塗っておくと汚れなどが分解されたり、はがれやすくなって、綺麗なままで保てるとかのうたい文句で使われているあれです。
私はあんまり詳しくないのですが、友人が光触媒の研究室にいて(大学時代)、
その友人を私の論文読んだよ発表会に呼んで質問させたのが本当に申し訳ない……
(友人は無機化学系で、私は有機化学系で、友人は有機化学が苦手だった)(しかも二人なのである)
多分チタン使ってたと思うよ……
というわけで、割と個人的には身近です。

さて、TiCl3の結晶系の一つ、β型は、チーグラー・ナッタ触媒として利用されています
あんまり聞いたことないな?って思いますが、
皆さん、ポリプロピレンというプラスチックを一度は触ったことがあると思います。
あれの重合(プロピレンをたくさんつなげてポリプロピレンにする)に使われているそうです。
それ以外にも、いろいろ高分子の合成の一部で使われています。
大学で高分子化学やったことのある人なら、授業で聞いたことがあると思います。

これにより、有機金属化学が盛んになるきっかけになったそうです。
有機金属化学には詳しくないのですが……

……

そんなわけで、今日はこの辺で!
明日はバナジウムをお送りいたします。
あと3日で終わってしまう~!!!!!!!!!!

拍手[0回]

今日もお話していくよー今日はスカンジウムです。
あんまり聞き馴染みのない元素かな?

名前の由来はスカンジナビアを意味するScandiaです。
今回のアドベントカレンダーでは、初めての地名元素かな?
スカンジナビア半島……含め、あの辺はかなりたくさんの元素が見つかってるので有名ですね。
有名どころだと、イッテルビー村。
4つの元素の名づけの由来になってるイッテルビー村。
元素好きなら一度は行きたい。
そんなイッテルビー村への行き方が載ってる雑誌、月刊化学が今発売中らしく買いに行きたいです。

さて。
スカンジウムは、メンデレーエフが予言した元素のひとつです。
メンデレーエフの功績として、周期表を作り上げたのはそうなんですけど、
周期表に空白を作り、そこに新しい元素が入ると予言したのもあると思います。
その一つがこれ。

スカンジウムはイオン半径が小さく、化学的挙動はある程度Alに似ているのだそう。
そういえばここから遷移金属のターンでしたね。

スカンジウムは、存在度としては砒素と同程度ですが、利用できる鉱石がなくて分離が困難です。
トルトバイト石Sc2Si2O7はありますが……

現実には、ウラン抽出の際の副産物や、タングステン精錬の際の副産物として得られています。
ウランはあれか……アクチノイド(3族)だから、ちょっと似てるのかな?
で少し納得してしまう。
よくしりませんこれは勘。

スカンジウム、用途はほとんどありません。
まぁまぁ、ネオンも用途がだんだんなくなってきてるから許してくれや(?)
ScI3を封入したランプが、太陽光に近いスペクトルで発光するので、野球場などの夜間照明に利用されてるそうです。
あと、昔聞いたうすぼんやり知識だと室内で植物育てるときにも使われてなかったっけ?

でも、多分これもだんだんLEDに場所奪われてるんだろうなーという一抹の不安。
LEDすごいね……

……

もうカンペがない!!
語れることも何もない!!
明日はチタンのお話です。

拍手[1回]

ついに残り5日になりました。
カルシウムです。

名前の由来はlime(酸化カルシウム)を意味するラテン語のcalx(チョーク)から。

2族ですが、今まで出てきたBe、Mgとは違ってここから下をアルカリ土類と呼ぶこともあります。
炎色反応を示します色は橙色。

カルシウムは炭酸カルシウム(石灰石、大理石など)としてや、アルミノケイ酸塩として地殻中に大量に存在しています。
石灰石と言えば、鍾乳洞。
美しい幻想的な姿が印象的ですね。
あれ、成長にめっちゃ時間かかってるので絶対折らないでね!

カルシウムといえば、真空管中の微量のO2やN2を取り除くゲッターとして利用されるほかにも、ジルコニウムやトリウム、希土類金属の製造に使われます。

希土類と言えば、私が中学か高校のころかな?
レアアースガールという小説が出たことがあって、
当時は名前は聞いてたんですけど買うことはなくて……

最近、Kindleとあと文庫版も買いました。
すっごい面白かったです。
ランタノイドとかの情報が結構ちりばめられててにこってした。
今だと現物の入手は難しいですが、Kindleで入手できるので、興味がある方はぜひ。

さて、水素化カルシウムは水素の発生剤や乾燥剤として利用されています。

以前もアパタイトの話をしましたが、またします。
こいつまたアパタイトの話してるよ……

ヒドロキシアパタイトは、溶解度が低いため、骨や歯の成分として重要です。
これは以前言ったとおりですが……

よく歯を丈夫にするためにフッ素を塗るってあるじゃないですか。
これ、フッ化物を塗ることにより、ヒドロキシアパタイトがフルオロアパタイトになるために、もっと溶解度が下がり、虫歯になりにくくなるんですね。
多分そのために、歯磨き粉や歯医者でフッ素が出てきます。
この話はフッ素の時にやれって……?
ごめんな……

成人の体には、おおよそ1.2kgのカルシウムが含まれます。
ほぼ骨です。
骨格の形成です。

……

マジでこの、終盤力尽きる感あるんですけど、
今日はこの辺で。
カンペがもうないんじゃ……
あと含蓄もない。悲しい。

というわけで、明日はスカンジウム。
あんまり聞き馴染みがここから薄くなっていきます(言い方がひどい)

明日はもっと短くなります(予言)

拍手[1回]

さて、元素アドベントカレンダーものこり1週間を切りました。
今日はカリウムについて語っていくよ~

英語名はpotash(K2CO3+KOH)、またはpot ashに由来。
日本語名のカリウムは、ドイツ語のKaliumに由来するが、これの由来はアラビア語のalquli由来のラテン語Kaliumによります。
ややこしいわ!!!!何語を何個混ぜるんや!!!!
redは語学が苦手です。

炎色反応は紫。
花火なんかで紫色を見ると「あーカリウムなのかなー」と思いますね!

40Kは半減期12770万年でβ崩壊し(この書き方なんかもやるな)、40Arに変わります。
これが、大気中にArが多い理由です。常に供給されてるわけですね。
岩石の年代測定に用いられます。

これは、岩石がマグマからできるとき……だったかな、その時はArはいないんだけど、Kが崩壊することによりArの割合が増えていく(外に出られないのでたまる一方)とか、そういう測り方をするんじゃなかったかな?

さて、Kといえば、あの話。
Na+、Ca2+、Cl-なんかは細胞外で濃度が高く、細胞内ではK+の濃度は細胞内で高いです。
アルカリ金属のイオンは、有機酸などの電荷を中和するのに必要なんですね。
全イオンの濃度は細胞内の浸透圧が0になるように調節されてます。

浸透圧っていうのは、イオンが通れる膜……細胞膜もそうだけど、セロファンとか。
そういうのを隔ててイオンの濃度が高い液体と低い液体を入れると、低い方から高いほうに溶媒が移動しようとするんですね。
つまり、濃度を一定に保とうとして、溶媒が浸透しようとする圧力です。
わかりやすい例がぱっと思い浮かばない……結構いろんなところで利用されてるんだけど、ぱっと思いつかない……

で、NaとKの濃度差により細胞膜には電位差が生じてるんですね。
イオンチャネルというたんぱく質が細胞膜を貫通するように位置していて、それがイオンを中に入れたり外に出したりしてるので、この濃度を調整しています。
あんまり生物詳しくないですが、多分生物をやってるひとなら知ってそう。

で、神経伝達の電気信号はイオンチャネルを使って神経細胞を伝わっていくことで起こります。
人間というか、生物のほとんどは電気信号で動いてます。

で、ふぐ毒やバリトキシンはこのイオンチャネルの働きを阻害するため、
神経伝達が阻害されて神経毒とされるわけですね。

他にも、確かイオン半径が近いとか、そういうことがあると誤認されるとかありませんでしたっけ?
これはうろ覚えです。

……

さて、ちょっとあんまり語れてませんが、もうここから先はあんまり含蓄のない元素が多いので、
語れる内容がないのじゃよ……!!

ラストスパートなのに、最後の方はこんな感じの情報しかお届けできません、すいません。
それでも一応完走できるよう頑張ります!

ってわけで、少し短いですが、明日はカルシウムです。

拍手[1回]

さあ!アルゴンのターンだよ!
貴ガスだ希ガス希ガス……希ガスが貴ガスになったのほぼこいつのせいですよね(偏見)

というわけで、名前の由来。
不活性なことから「an(否定)+ergon(働く)」というギリシャ語から。
ちなみに、このergonの語源をもっとさかのぼっていくと、語源からの派生語にはエネルギー、アレルギー、さらには劇作家という意味に派生していくらしいです。

元素の誕生日を祝いたい方、1月31日はアルゴンが正式発表された日なので、今からなら祝えるぞ!!
ちなみに、発見自体はその前年の8月頃にはされていたもよう。
いろいろ議論がなされた結果らしいです。

アルゴンの発見にはいろいろと予想が立てられました。
元素じゃないというのを(ほかの既知の化合物ということを)証明するために、いろいろかんがえられたそうです。

ちなみに、正式にアルゴンが発表されたのは1895年1月31日ですが、
実はキャンベンディッシュという方がそれ以前に居るんじゃないか?というか、なんかいるを発見していたらしいです。
このキャンベンディッシュという方、極端な人嫌いで、この研究成果を表に出さなかったそうで……
しられたのは、かなり昔になります。日付までは知らん。

キャンベンディッシュという方についてのお話をすると、のちの科学者が発見した物理的な法則とかも発見してたりします。
でも、それを絶対表に出さなかったそうです。
これが表に出てたら、もっと科学が発展していたかもしれない……とのこと。

さて、アルゴンは空気中に0.9%程度存在します。
これは、Kの放射性同位体の崩壊によって、常に供給されてるのがたまってるためですね。
これにより、「希ガスって稀じゃないんじゃない……?」って思われて、反応性の低いを意味する貴をつけて(貴金属みたいなものですね)貴ガスになりました。IUPACでは。
私は希ガスという響きが好きなので希ガスと言ってますが……
これがrare gasからnoble gasにかわった経緯です。

これのせいで、希ガスの論文を探すときは、両方で検索をかけたくなる。
全情報を網羅したい……

欲です。

用途として一番身近なのは蛍光灯じゃないかな?
あれは、アルゴンと水銀を入れて光った光がガラスの内壁の蛍光素材によって蛍光灯の光にしてるものだったと思います。
ま、蛍光灯2027年問題があるんですが……
今ではLEDに切り替えが進んでます。

レーザーにも用いられ、色は青緑色。
レーザー光が水には吸収されにくく、ヘモグロビンに吸収されやすいため、レーザーメスとしての利用もあるんだとか。
意外と使われてる、医療現場。

あと、最も得やすい希ガス、不活性ということもあり、金属の精錬や溶接でも用いられてるそうですね。

あとは、40Kの崩壊によって生まれるので、40Arとの割合をしらべることで地質年代測定に使われるとか。

希ガスは、地球化学の分野で役に立ってるそうですが、
これはマグマや地殻など、いろんな場所で希ガスの割合的なものがある程度異なってるので、それを利用してるそうですね。

アルゴンの歴史としては、ちょうど当時フッ素の単離の時期と重なっており、
反応を起こさないかフッ素の単離者モアッサンに送り、調べてもらったりしたそうです。
でも、反応をおこさない……というわけで、長いこと希ガス化合物は発見されていませんでした。
たしか、希ガスのXeまでの発見から、希ガス(Xe)の化合物発見までは50年くらいなかったっけ?

アルゴンの化合物は、2000年に非常に不安定ながら発見されたそうです。

やはり安価、安価は強い。
というわけで……白熱電球などにもつかわれてます。
しかし、光の効率とかを考えると、クリプトンとかの方がいいそうです。
これは大人の事情ですね。
安いのだとアルゴンはつかえるという話。

名前の由来が怠け者のわりには、結構使われてます。
あと、酸素とかが反応する元素を扱う不活性雰囲気下ではアルゴンをつかうこともあるとか。

雰囲気って言葉、化学由来じゃなかったでしたっけ?
「窒素雰囲気下で~」とかってワードから来たんだよ~って聞いた記憶がおぼろげながらあります。
調べてません。

アルゴンは、空気から酸素や水などを取り除いた窒素と合成して作った窒素の重さが違うところから研究が始まったはず。
これが結構微妙な差で、これも観察眼によるものですね、
普通なら見逃しそうなのを探した結果、こんな成果が得られました。

……

すいません、今めちゃ眠くて、
もしかしたらもっと語れるやろやけど、
視界がぼんやりしてるので今日はこの辺で。

明日はカリウムです。

拍手[1回]

さぁさぁ、塩素のお時間です。

名前の由来は、ギリシャ語のChloros(黄緑色)から。
これは、塩素の単体が黄緑色をしているためですね。

私昔自由実験でドラフト外で塩素を発生させてしまったことがあるんですけど(良い子はマネしないでね!)
マジで色ついてますよあれ。
どんな規模で発生させたんだよお前……ちなみに自由実験は失敗でした。

そういえば、塩素のタンクが折れる動画も見たことがあるんですが(事故です)、
あの規模になるとやばい色に見えますね。

そんなわけで、色のついてる気体です。なので、多分そこから色をとってこの名前ですね。

そういえば塩素は英語名はchlorineですが、ハロゲンは-ineっていうのがラストにつくという命名規則?みたいなのが一応あります。
ちなみに希ガスはヘリウム以外は-onです。でも、カーボン(C)、シリコン(Si)、ボロン(B)があるので、希ガスに限りません。
ヘリウムは発見当初金属だと思われたので、-iumってなってる話は前したかな?
ヘリウムの発見は太陽の日食のスペクトル観測によるものなので、その影響です。
地上でヘリウムが見つかった後の世代で、ヘリウムも-onにしようという動きがあったとかなかったとか……

さて。
製造ですが、主にはNaCl水溶液の電気分解によるNaOHの製造、
および融解NaClの電気分解によるNaの製造の際に得られてます。
NaClはめっちゃ得やすいですからね。
人間にとっても必須な成分ですよね。

元々は塩素は副産物として得られてましたが、
ポリ塩化ビニルなどの製造に伴ってCl製造が主流になりました。

ポリ塩化ビニルは、よく静電気発生実験で使われたり、
なにかとチューブで使われてたりしますよね。
ポリ塩化ビニル有識者じゃないので、あれですが……

ふと、そういえばと思って今調べてたんですけど、
皆さんが想像するラップってどんなものがあります?ってお話。
よく、くっついてしわしわになって扱いづらいけど密着性の高い、家庭にあるタイプのものはポリ塩化ビニリデン、
業務用……スーパーのお肉とかを包んでいる業務用のあれはポリ塩化ビニル、
あんまりくっつかなくて扱いやすいけど心もとないのがポリエチレン製です。
皆さんのご家庭のラップはどれでしょうか?
うちはポリエチレンです。

多分なんですけど、あの密着性の良さは、極性による……んだとおもう……
これはうろ覚えです。
塩素の部分で電子を強く引っ張られたりして、電気的に偏ってるから……だと思う……
あんまり信用しないでね

さて。
塩素は1,2-ジクロロエタンや塩化ビニルなどの有機塩素化合物の合成に利用されています。
溶媒で有名どころだとクロロホルムCHCl3もありますね。
結構有機塩素化合物って出てきます。

塩素のところが反応性ができるので、反応中間体としてよく作ってるイメージ。
塩素に限らず、ハロゲンみんなそう。(ヨウ素まで)

ちなみに、もううろ覚えで本がすぐに出てこないんですけど、
ハロゲン(ヨウ素まで)のそれぞれの反応で一個面白いのがあって、
それぞれの原子の大きさ、下に行くほど大きくなるのはわかりますよね?
それ関連で、反応生成物の構造が変わったり(大きい置換基で起きやすい反応と小さい置換基で起きやすい反応が違う。主に反応箇所的な意味で)とか、
Fなんかは硬いですが、Iは一番外側の電子が中の電子によって遮蔽されていて割と柔らかいイオンだとか。
そういうお話があります。
私はこの話をかなりうろ覚えで書いている。
あんまり信用しないでね。

とにかく、有機反応ではハロゲンは結構出てきます。
欲しい生成物のために、必要なハロゲンを選ぼう!

さて、そんな塩素ですが、漂白作用があります。
パルプや紙の脱色に使われてます。

また、さらし粉は消石灰にClを反応させて作り、これも漂白剤です。

また、某疫病の関係で有名になったのは次亜塩素酸でしょうか?
消毒なんかによく使われましたよね。

……

さて、カンペがなくなったので今日はこの辺で。
明日は希ガスを貴ガスにした、アルゴンについてお話しようと思います。

拍手[1回]

さて、今日は硫黄のターンです!
希ガス以外に推し元素をあげるなら硫黄以下セレン、テルルとか、コバルト、ニッケルとかを上げるredですが、とりあえず、初めて取ったTwitterアカウントがsulfur_sulphurなじてんでお察し。
今このID再利用してます()

というわけで、硫黄のお話ですね。
名前の由来はサンスクリット語のsulvere(火の源)に由来します。
サンスクリットってどこ?と思ったので調べたら、古代インドあたりらしいですね。
はえー
古くから知られてる元素なのでそうか。

ちなみに、英語で描くときは古くはsulphurを用いていましたが、現在ではsulfurを用いているそうです。
サルファって響きが大好きでね……

古くから知られている元素と言いましたが、地殻中に単体で存在します。
温泉の近くとかで硫黄単体が見れます。
私は、実は遠目にしか見たことがありません……
欲しいな、硫黄。
合法所持できる元素なので、そのうちほしいです。

先日のリンの記事でも描きましたが、体内でも多く存在する元素です。
特に、システインなどの成分として生物の必須元素として存在しています。

このシステイン、特に多いのは髪や爪です。他にもいるかもしれませんが……(調査不足)

よく、夜に爪を切ると親の死に目に会えないとか言われます。
これは、昔の日本では囲炉裏が夜の明かりで、
爪を切ってそれが燃えると、火葬場の匂いになるから=システインの硫黄が燃えることで悪臭を放つによるそうです。

ちなみに、髪のシステインはパーマなどでよく用いられています。
え?どういうこと?と思われますが、
髪の毛の仕組みって、隣のシステイン同士がシステイン結合というのでつながってるんですね。
パーマでは、いったんまずこれを切断する薬剤を使います。
で、狙った形に整えた後、その結合を再び作ってあげる薬剤を使います。
そうすることで、形を保ったままいられるわけです。

先ほど言ったとおり、硫黄は燃えると悪臭を放ちます。
燃えるとはちょっと違いますが、においのイメージは草津温泉などの硫化水素の匂いでしょうか。
硫化水素の匂いを硫黄の匂いということがありますが、
硫黄は無臭です。

硫化水素の匂い、もっと身近でかげないの?
腐った卵なんてどう用意するの?

そんなあなたはゆで卵を作りましょう。
ゆで卵を作ると、黄身の中の鉄分……だったか、なんだったかの関係で、結果的に硫化水素がすこし発生します。
ゆで卵の独特な匂いの原因ですね。
あとおいしく食べられる。
できるだけ中身までかっちかちのゆで卵を作ろう!

というわけで、ゆで卵は硫化水素がちょっと発生してる話。

あ、草津温泉はそのうち行きたいです。

さて、硫黄。
黒色火薬や花火などの原料として使われます。

また、ゴムの加硫という工程で用いられ、これをすることでゴムの強度を付けます。
生ゴムというのはゴムの木を切ってそこから垂れて来るものをつかってる……はず、多分。
そのままだと強度が足りません。
なので、そのゴムの分子同士を加硫することにより、硫黄がつないでくれます。
上のシステイン結合に似たかんじですね。
これにより、強度が増します。
これにより、タイヤとか、そういう身近なゴムになるんですね。

ゴムで1個トピック。
輪ゴムを引っ張ると温度が下がります。
エントロピーがどうとかなんとかの理由。
ちなみに、逆に温めると縮みます。
おもしろいね!

大学院で実験したからこれ……

さて、硫黄と言えば、硫酸。
ちなみに硫酸、最も大量に製造される工業薬品らしいですよ。
そんな硫酸どこでつかってんの?って思ってましたが、
肥料。薬品、繊維、鉄鋼、金属、食品などの工業でよく用いられるそうです。
はえー面白。

硫酸は強酸として有名ですし、
確かに有機合成の酸でもよく見たかも。

香料化学で、フィッシャーのエステル化があるんですけど、
これわかりやすいとこだと、酢酸とエタノール、そして硫酸を加えることで、酢酸エチルというのができる(脱水してエステル化する)というものです。
酢酸エチルというのは、においのある物質です。
溶媒としても使われます。
結構甘い匂いがします。何かの匂いってたとえられてたはずだけど覚えてない。

硫酸は脱水作用とかあったはず。
あと、砂糖に硫酸をかけると炭化するとか。
それもこれによったはず……
もう高校化学の範囲があたまから抜けてる……

だから、硫酸を扱うときは白衣を着て、
絶対服には触れさすなだったと思います。
服の繊維を炭化させて、ぼろぼろにしちゃうらしいです。
穴が開いたりとか。

あ、エステル化で思い出しましたが、ギ酸とメタノールに硫酸を加えるエステル化は、硫酸を加えた瞬間に沸騰して結構派手です、危ないけど。

これは、硫酸の溶解熱が非常に大きいことに由来します。
濃硫酸を希硫酸にするときは気を付けようね!

……

さて、今日はこの辺で。
明日はハロゲン、塩素のお話をしたいと思います。

拍手[1回]

こんにちは、今日はリンの話をしていくよ~

名前の由来は、「光をもたらすもの」を意味するphosphorosより。
ちなみに、リンの化合物であるということで、この名づけを見てピンとくるもの、ありませんか?
そう、フォスフォフィライト!!宝石の一つなんですけど、滅茶苦茶高い(最初の情報そこ?)
宝石の国という漫画で、一躍有名になりましたよね。
これも、名前の由来はリンから取ってる……だったかな?
とにかく、名前の由来はここから来ている……はずです。

さて、リンと言えば、やっぱり以前お話しましたが、エネルギーをATP(アデノシン3リン酸)から取ってるのは有名な話ですが、
生体内ではもう一つ、大きな役割を果たしているリンです。
それが、アパタイト。ヒドロキシアパタイトと呼ばれるものは、歯や骨の成分です!!
人の場合は、乾燥重量の1.58%をリンが占めており、これは明日紹介する硫黄、Sに次いで7番目に多い元素です。
アパタイトは、その組成が違うもので、フルオロアパタイトなどもあります。
これに関しては、ちょっとCaの時に詳しくお話しますね。

あ。フルオロアパタイトは所持してます。
ネオンブルーアパタイトって検索かけると結構出ますよ。
あんまりギラギラした感じじゃないので、地味素朴な石なんですけど、
そうです。「ネオン」ブルーアパタイトですって理由で所持しています。
おろか……

さて、リンに関しては、やっぱり同素体の話は欠かせませんね!
黄リン、赤リン、黒リンなどの多形を取ります。
それぞれ構造が異なります。
高校化学とか、あと危険物取扱者の試験とかだと、黄リンの保管方法は出てきたんじゃなかったかな……?
危険物甲種持ってるんですけど、あんまよく覚えてない(なにせ取ったのがもう10年近く前)んですけど……

さて、リンの大部分は、リン酸の製造に使われています。
H3PO4ですね。
リン酸……中和滴定曲線……ウッ(高校化学で苦戦したところを思い出しながら)

また、マッチの製造にも用いられているようです。
主に、マッチ箱の側面にいるのがリンなんだとか。
赤リンですね。
ちなみに、赤リンだけでなく、アンチモンの化合物も一緒にいるようです。
アンチモン!アンチモン!炎に強いぜアンチモン!

マッチといえば、最近はアルコールランプをもう小学校では使ってないとか、
そんな話を聞きました。
コンロみたいなのを使ってることが多いらしいですね。
あれの火を消せないタイプの人類です。

ちなみに、ろうそくの根元をきゅっとつまむと火が消えます。
なんか、クリスマスのイベントのとき、「こういうときの火の消し方は正式にはこうなんだよ」って小学校に入ったばかりのころには言われた気がします。
本当怖くって……

マッチだけでも、ガスバーナーのことを思い出すんですけど、
大学時代実験でガスバーナーがんがん使うじゃないですか。
勢いよくマッチを擦りすぎてマッチ折れたりとかよくやりましたよね……やりましたよね?

……

ちょっと今日はカンペが短かったので今日はここまで。
明日は、硫黄についてお話します。

拍手[1回]

一部界隈には非常になじみ深い元素。ケイ素です。
というのも、以前プログラミングのディスコサーバーで「もうほぼケイ素しか触っとらん」と言ってる人がいた(n=1)

というわけで、ケイ素のお話。
ラテン語のsilex,silicis(火打石)が名前の由来。

半導体として有名ですね。
だから、純度が99.99999……ってものを作る必要があり、その純度がとにかく高いものを作れるようになるのが、よく教科書で見るやつです。

ケイ素だったかは覚えてないけど、ゾーンメルト法とかなんか聞いた記憶ある。
ながーい不純物を含む結晶を、一部だけ溶かして、溶かす範囲をずらしていくことで不純物は溶けたまま、純度の高い結晶が得られるとかだったと思います。

半導体といえば、そこに添加する元素も有名ですよね。
13族ならp型、15族ならn型だったっけ?
pはポジティブ、nはネガティブだった……はず……
+かーかって話ですね。
これらを少し加えることにより、半導体の特性をコントロールしています。

半導体は、もう我々の生活には欠かせませんね、エレクトロニクス産業……まあ、スマホとかPCとか、そういうものには絶対欠かせないので、必須です。
スマホから離れられない……
ので、いっそのことすべてをスマホで管理してしまう。
炭素(紙)の時代は私には向いてなさ過ぎたんじゃ……

さてそんなケイ素、地殻中には酸素に次いで2番目に多く存在します。
でも、Oと結合して単体での産出はありません。

結構、鉱石の組成式とか見るの好きなんですけど、
やっぱ多いですよね、酸素とケイ素。

さて、redのお話。
実は太陽電池を作ったことがあります。
その時に、シリコンウエハーを見せてもらったことがあります。
その時に初めてアルゴンのガスが流れるバルブを見て、興奮した記憶あります……
サブテーマ研究というのがあっての……
よその研究室におじゃましてちょっと研究させてもらうというので、太陽電池のテーマを触らせてもらったんじゃ……
もう覚えてないけど……
クリーンルームに入ったのと、アルゴンに興奮したのと、(顕微鏡研究室所属なのに)電顕が扱えなかったことだけしっかり覚えてます。

さて。
その太陽電池も、ケイ素が主でできています。
やはり半導体。半導体は強い。

そういや割と最近知ってびっくりしたのは、(これはケイ素というよりゲルマニウム?)発光ダイオード。LEDの名で有名ですね。
電気を流すと光るのは皆さんご存じですが、光を当てると電気が流れる……らしいと聞きました。
これ聞いたときめちゃびっくりしたんですよね。
と同時に、そうか、逆もありか……とも思いました。

ネオン管がLEDにとってかわられてる現在、これからはLEDなのかと絶望してるredです。

ネオン管は仕方ないね。

そういや、半導体のp型n型で、バンド構造を思い出したのでそれ関連の話していい?いいよ!
バンド構造というのは、等価な軌道がいっぱい集まる(まあわかりやすく言うと結晶ってどこ切り取っても軌道ってほぼ同じじゃないですか)と、縮重という現象が起きて、HOMOとLUMOの間のバンドギャップが縮まります。
これが広すぎると絶縁体になるし、金属みたいにくっついてると導電体になる……とかだったはず。
ケイ素みたいな半導体は、このバンドギャップが、光とかのエネルギーで飛び越えられるほどの距離になってる……みたいな話だったはず。
で、その電子の穴や、過剰な電子を作るために、ほかの族の元素を添加するわけですね。
これをドーピングと言います。

で、私導電性高分子の研究してた話してたと思うんですけど(実際は研究中に倒れた)、
これも、共役が広くなることで縮重が生まれて、バンドギャップが縮まっていきます。

ちなみに、色素とかの話になると、このバンドギャップが可視光の波長のエネルギーになったとき、色がつくというわけです。

で、ついでに蛍光の話もしますか。
↑のは、バンドギャップを飛び越える光の吸収ですが、
吸収された光によって励起した電子はやがて元の状態に戻ります。
この時の光が、(過程によって名前が変わり)蛍光やりん光になります。
ちょっと詳しいこと覚えてないんですけど……

まあ、バンドギャップに限らない話ではあるんですけどね多分(元素のスペクトルなんかも、この理論のはずなので)

何らかの要因で電子がほかの軌道に励起→戻るときにエネルギーを光として放出(これが蛍光やりん光)とかだったと思う。

一回やってみたかったんですよね。
透明導電性高分子。
興味はあった。

……

さて、ケイ素はこの辺で。
明日はリンについて、お話していきます。

ケイ素ってマジで半導体の話しかでなかったな……(ざっくり調べだと)

拍手[1回]

今日はアルミニウムの話をしていくよ~
アルミニウム!アルミニウム!

名前の由来はミョウバンを意味するalumen、alum(苦みのある塩という意味)より。
ちなみに、皆さんアルミニウムといえば、あの金属光沢(1円玉とかアルミホイルとかを思い浮かべて下さい)を思い出してください。その金属光沢から「光るもの」(a lumie)という言葉が合うと考えアルミナムに変えられた結果、アメリカ化学会はこれを採用。
英国と米国ではスペルと発音が異なるそうです。なんだってー!

ミョウバンは昔から染色用の材料として用いられてきました。
ミョウバンみなさん覚えてます?
小学校の時に、結晶の成長でよく出てくるあれです。
モールで作った形のものを、ミョウバンの暖かい水溶液に入れてゆっくり冷却すると大きい結晶が生まれるっていうあれですね。
義務教育ではミョウバンってそれくらいでしか聞かないんじゃないかな?

で、ミョウバンの化学式。AlK(SO4)2・12H2Oなんですけど、クソ長いですよね!
私が聞いたことある覚え方は「歩く(AlK)SO42人が12人のH2Oに囲まれる」です。
これは高校の時に化学やってて、クラスの男子が言ってたのを聞いて覚えました。
イメージと一緒に覚えると覚えやすいです。

さて。
アルミニウムといえばコランダム!
Al2O3です。
コランダムって何ぞや?ルビーやサファイアと言えばわかりやすいのではないでしょうか?
そう、ルビーとサファイアって、色だけで区別されてるだけで、基本は同じ物質なんです!!
で、その組成がAl2O3。
非常に硬いです。
Alは硬い酸のためOとの親和性がいいんですね。

この硬い酸という概念、HSAB則という概念です。
ルイス酸、ルイス塩基だったかな?
HSAB則というのは略称で、Hard and Soft  Acids and Basesの頭文字を取ってHSAB。
Acidは酸、Baseは塩基の意味です。
硬い酸と塩基同士、柔らかい酸と塩基同士は相性がいい……だったかな。
そんな感じで、つまりOは硬い塩基ってコト。
ちょっと詳しく覚えてないので、詳しく知りたい人はちょっと本を参照してください。

確か、有名なのは無機化学(錯体とか)なんだけど、有機化学でも概念として出てきたはずです。
電子雲が広がって柔らかい塩基はアタックしやすいとかそんな感じで……(私が初見でこれを聞いたのは有機だったと思う)

さて。
Alは体の必須元素ではないですが、自然界に多く存在するため体内にも多く存在します。

自然界に多いの基準が、まあ地殻中だったら一番多い金属元素ってわけで……

アジサイの色は、アントシアニンがAlイオンと結合することによって変化するといわれているそうです。
アジサイ綺麗だね。毒だけどね。
アジサイ綺麗だからって食べようとしないでね。

Al3+イオンは、Fe3+イオンと化学的挙動がよく似ているそうです。

さて、多分フッ素の時にもした氷晶石の話。
アルミニウム製造の時には、アルミナAl2O3の融点が2015℃と高いことがネックになってました。
そこに氷晶石を加えることで、融点を凝固点降下で940℃~980℃まで下げられるらしいです。驚きですね。
これにより、融解塩電解という方法で、アルミニウムを作っています。

さて、凝固点降下ってなんだよ!って思われる方もいると思いますが、
水溶液で想像しましょう。
普通の水は0℃で凍りますよね。
でも海は北海道とか普段冬になると氷点下になりますけど、海、(流氷は来るけど)全部凍ってないですよね?
もっと簡単に実験しましょう。
家庭用冷凍庫で、水と醤油を製氷皿に入れて凍らせてみましょう。
醤油、凍らないんですよ。
これが凝固点降下です。
不揮発性の物質を溶かした溶媒(醤油の例だと水ですね)は、そのモル濃度に応じて凝固点が下がっていくという現象です。

もっというと、よく化学実験で氷に塩を振ると、温度が下がるというのもあると思います。
これもそうだったかな?

意外と、身近なところで使えてます。

さてアルミニウム。
展性、延性が良く、加工が容易であることから、よく使われてます。
1円玉もそうだし、アルミホイル、一番わかりやすい例だとアルミ缶とか。
アルミナは融点がくっそ高いですが、アルミニウムは融点が比較的低い金属でもあるため(660℃前後のはず)、
リサイクルにもうってつけなわけですね。

……

そんなわけで、今日はこんな感じで。

明日はケイ素、Siについてお話していこうと思います。

拍手[1回]

カレンダー
11 2024/12 01
S M T W T F S
23 24 25 26 27 28
29 30 31
プロフィール
HN:
red
性別:
女性
趣味:
落書き お絵かき 漫画描き
最新コメント
[09/01 red]
[09/01 panchi]
[08/31 red]
[08/31 panchi]
[11/08 red]
最新トラックバック
ブログ内検索
バーコード
P R
フリーエリア
Copyright ©  しあさっての方向 All Rights Reserved.
*Material by Pearl Box  * Template by tsukika