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第１節　周期表と元素の性質

Ａ　単体の性質

►元素の性質の周期性

　　周期性の例として，融点・沸点〔°C〕，原子半径〔Å〕，電気陰性度，固体の

密度〔g/cm³〕のグラフを示す。

　融点・沸点を見ると，各周期において典型元素では14族付近に極大があり，18
族で極小になることがわかる。これは，各周期の単体の結合方式を反映しており，
周期の初めに金属，中間に共有結合性物質，終わりに分子性物質がくるためである。
遷移元素の融点・沸点は比較的高い。
　原子半径のグラフは，希ガスはファンデルワールス半径，非金属は共有結合半径，
金属は金属結合半径で示した。各周期では，アルカリ金属が極大となり，しだいに
減少する形となっており，周期が進むにつれて大きくなっていくことがよく理解で
きるグラフである。各周期の遷移元素では，ほぼ似た値を示し，隣り合う元素の性
質が似ていることが，よく理解できる。
　電気陰性度は，ポーリングによるデータを示した。各周期では原子番号とともに
しだいに増加し，ハロゲンで極大となる関係がよく理解できる。
　固体の密度は，融点・沸点とよく似たグラフとなり，その周期性の要因が結合の
種類によることを示している。

Ｂ　第3周期の元素

単体の反応

►第2周期・第3周期の金属元素の単体

　単体の反応性は金属性が強いほど大きく，第3周期でいえばNaが最も激しく反

応する。たとえば水とは，Naは室温で，Mgは熱水で，Alは高温水蒸気で，それ

ぞれ反応する。

第2周期・第3周期の金属元素の単体
単体	融点 〔℃〕	沸点 〔℃〕	比重 (固体)	結晶 の 種類	電気 伝導 性	反応性	その他
Li	180.49	1340	0.534	金属	良	200℃で燃焼，水と反応	軽い，比熱大
Be	1278	2970	1.848	金属	良	室温で酸化膜，両性元素	有毒
Na	97.75	881.4	0.971	金属	良	空気酸化，水で発火
Mg	648.8	1090	1.788	金属	良	室温で酸化膜，熱水と反応
Al	660.4	2470	2.6989	金属	優	室温で酸化膜，両性元素

►同周期元素の単体の状態と反応性

　　周期表の左の金属元素は，金属結合による単体を，右側の非金属元素は，共有結

合による分子性の単体をつくる。両者の境界付近の元素では，共有結合により結晶

をつくる。このような化学結合の違いにより，融点・沸点は，金属元素が比較的高

く，非金属元素が比較的低く，両者の境界で非常に高くなる。したがって，同周期

元素の融点・沸点は，原子番号が大きくなるとしだいに高くなるが，途中からまた

低くなっていく。
　単体の反応性は，金属性が強いほど，また非金属性が強いほど大きい。両者の中
間の単体は反応性が低く，18族の希ガスはほとんど反応しない。したがって，第
3周期でいえば，NaとCl₂が最も激しく反応する。たとえば水との反応は，Naは
室温で，Mgは熱水で，Alは高温水蒸気で，Cl₂は室温で反応するが，Si，P，Sは
通常反応しない。

第2周期元素の単体の性質
単体の化学式	融点 〔°C〕	沸点 〔°C〕	比重 (固体)	結晶 の 種類	電気 伝導 性	反応性	その他
Li	180.49	1340	0.534	金属	良	200℃で燃焼，水と反応	軽い，比熱大
Be	1278	2970	1.848	金属	良	空温で酸化膜，両性元素	有毒
B	2079	2550	2.37	共有	半	300°Cで酸化，少し両性	硬度9.3，半導体
C(黒鉛)	―	―	2.27	共有	良	約500°Cで酸化	硬度1〜2
C(ダイヤモンド)	―	―	3.51	共有	不	約700°Cで酸化	硬度10
N2	-209.86	-195.8	1.026	分子	不	安定
02(酸素)	-218.4	-182.96	1.43	分子	不	多くの気体と反応
03(オゾン)	-193	-111.3	1.6	分子	不	02に分解，酸化力大	特異臭，有毒
F2	-219.62	-188.14	1.530	分子	不	酸化力特大，反応性大	特異臭，有毒
Ne	-248.67	-246.048	1.2	分子	不	ほとんど反応しない
第3周期元素の単体の性質
単体の化学式	融点 〔°C〕	沸点 〔°C〕	比重 (固体)	結晶 の 種類	電気 伝導 性	反応性	その他
Na	97.75	881.4	0.971	金属	良	空気酸化，水で発火
Mg	648.8	1090	1.788	金属	良	室温で酸化膜，熱水と反応