地球には6種類の主要なアルカリ土類金属が存在します。これは、それらのpHが7以上であることを意味します。6種類のアルカリ土類金属はすべて、表面に光沢があり銀色に輝くなど、類似した特性を持つと言われています。これらの金属は、アルカリ金属よりも融点と沸点が高くなっています。アルカリ土類金属は価電子を2つ持ち、+2価の陽イオンを形成し、電気陰性度が低くなります。
このブログを最後まで読んで、アルカリ土類金属とその酸化物についてさらに詳しく学びましょう。さらに、アルカリ金属の用途についても学ぶことができます。
アルカリ土類金属のリストは次のとおりです。
1 ベリリウム（Be）：ベリリウムは、周期表の第2族に属する6つのアルカリ土類金属の1つです。アルカリ土類金属の中で最初の金属です。硬く、熱伝導性、耐腐食性、非磁性を有しています。ベリリウムは水と反応しません。純粋なベリリウムを見つけるのは困難ですが、その化合物は土壌、石炭、鉱石中に存在します。ベリリウムの融点は1277℃、沸点は2770℃です。
酸化ベリリウム（BeO）：酸化ベリリウムは、ベリリウムと酸化物が1:1の等量で混合されています。白色で、加熱すると有毒ガスを放出します。長期間にわたって酸化ベリリウムに直接接触すると、ベリリウム症を引き起こし、肺に影響を及ぼす可能性があります。さらに、肺がんを引き起こす可能性もあります。酸化ベリリウムの融点は2507℃、沸点は3905℃です。
2 マグネシウム（Mg）：これはアルカリ土類金属の2番目の例です。軽く、硬く、銀白色です。最上層が金属を空気から保護するため、耐腐食性があります。マグネシウムの融点は650℃、沸点は1090℃と低く、最も多く採掘されるのは湖の塩水と海水です。
酸化マグネシウム (MgO): 酸化マグネシウムはマグネシアとも呼ばれ、マグネシウムが空気と反応して生成されます。この反応は、分子を加熱することで逆転します。自然界ではペリクレース鉱物として存在します。また、実験室で合成することも可能です。水と混合すると水酸化マグネシウム (Mg(OH)₂) になります。酸化マグネシウムの融点は2852℃、沸点は3600℃です。
3 カルシウム (Ca)：カルシウムは地殻で3番目に豊富な金属として知られています。石膏、石灰岩、蛍石に含まれています。カルシウムは空気に触れると表面に暗い酸化物と窒化物の層を形成します。延性があり、電気伝導性は低いです。カルシウムの融点は839±2℃、沸点は1484℃です。
酸化カルシウム（CaO）：酸化カルシウムは、石灰または生石灰とも呼ばれます。酸化カルシウムは、石灰石または炭酸カルシウムを含む材料を石灰窯で加熱することで製造されます。酸化カルシウムの融点は2613℃、沸点は2850℃です。水とグリセロールに溶解し、高温にも容易に耐えることができます。2643Kを超える温度で加熱すると、酸化カルシウムは明るく輝きます。
4 ストロンチウム（Sr）：ストロンチウムは、ストロンチアン石などの他の元素との化合物として自然界に存在します。水や酸素と容易に反応するため、自然界には純粋な元素として存在しません。ストロンチウムの最上層は銀色です。ストロンチウムはカルシウムよりも柔らかく、室温では固体です。ストロンチウムの融点は777℃、沸点は1377℃です。
酸化ストロンチウム（SrO）：ストロンチウムが酸素と反応して生成されます。酸化物が形成されると、ストロンチウムは黄色に変わります。融点は2430℃、沸点は3000℃です。水酸化カリウム溶液には完全に溶解し、アルコールにはわずかに溶け、エーテルとアセトンには不溶です。水と反応すると水酸化ストロンチウムSr(OH)2となり、反応中に熱を放出します。
5 バリウム (Ba): バリウムはストロンチウムに似ており、自然界では純粋な形では存在しません。これは、酸素や水と容易に反応するためです。そのため、バリウムは鉱物である重晶石から抽出されます。バリウムは他の金属に比べて柔らかい性質を持ち、地殻の約0.05%を占めています。バリウムは高い導電性と化学反応性を備えています。バリウムの融点は725℃、沸点は1640℃です。
酸化バリウム（BaO）：バリアとも呼ばれます。酸化バリウムは、炭酸バリウムを1000℃から1450℃の温度で加熱することで生成されます。エタノールには溶けますが、アセトンと液体アンモニアには溶けません。酸化バリウムの融点は1923℃、沸点は2000℃です。
ラジウム（Ra）：6番目のアルカリ土類金属です。融点は700℃、沸点は1737℃です。ラジウムは岩石や土壌に微量に存在します。ラジウムが崩壊し始めると、ラドンと呼ばれる放射性ガスが発生します。過剰に曝露すると肺がんを引き起こす可能性があります。
酸化ラジウム（RaO）：酸化ラジウムは、ラジウム金属を空気中で加熱することで生成されます。外観は固体で、モル質量は242g/molです。酸化ラジウムは水と反応して水酸化ラジウムRa(OH)2を生成します。
アプリケーション
6つの主要なアルカリ土類金属には様々な用途があります。それらは、その独特の特性により、特定の産業で有用です。主な用途は次のとおりです。
1 航空宇宙産業：ベリリウムは耐腐食性と耐摩耗性に優れ、高強度で硬い素材であるため、航空宇宙産業の部品に使用されています。
2 原子力産業：酸化ベリリウムは融点が高いため、原子力産業で広く利用されています。軍用車両の装甲、ロケットノズル、核燃料、核減速材などに使用されています。
3 合金化剤：マグネシウムは様々な他の金属と合金化することで特性が向上します。これにより、マグネシウムは強度、耐腐食性、軽量性が向上します。
4 花火：マグネシウムを燃焼させると、明るい白色光が発生します。この性質は、花火の製造に最適です。
5 建築材料: カルシウム化合物は、コンクリート、セメント、モルタルなどの建築材料に広く使用されています。
6 栄養補助食品：カルシウムは、ヒトと動物の両方において骨の健康を改善する上で重要な成分です。主要なカルシウムサプリメントは、炭酸カルシウムとクエン酸カルシウムです。
7 X線画像：バリウムの化合物である硫酸バリウムは、X線画像撮影に広く使用されています。硫酸バリウムは水に溶けず、X線画像にコントラストを与えます。
8 花火：ストロンチウムは燃焼すると鮮やかな赤色の炎を発します。そのため、花火やフレアの製造に適しています。
9 歴史的用途: 1970 年代まで、ラジウムは文字盤、航空機のスイッチ、時計、腕時計の自発光塗料などの器具として使用されていました。
10 自動車：マグネシウムとベリリウムはエンジンの製造に使用され、カルシウムはバッテリーの製造に使用されます。マグネシウムは自動車の車体部品の製造にも使用されます。
11 脱硫：マグネシウムは鉄鋼の脱硫に使用され、精錬工程で硫黄不純物を除去します。
よくある質問
1 元素周期表には金属がいくつありますか?
現代の周期表には合計118個の元素が含まれています。そのうち、金属は89個、非金属は22個、半金属は7個です。
2 希土類元素は何種類ありますか？
世界には17種類の希土類元素が存在します。
3 元素周期表のA族にはどんな元素がありますか?
周期表の 1A 族にはアルカリ金属、2A 族にはアルカリ土類金属、7A 族にはハロゲン、8A 族には希ガス、3 族から 12 族には遷移元素が含まれます。
4 アルカリ金属は周期表のどの側にありますか?
アルカリ金属は周期表の左側にあります。
5 周期表のグループ名は何ですか?
周期表には全部で18の族があります。アルカリ金属、アルカリ土類金属、スカンジウム族、チタン族、バナジウム族、クロム族、マンガン族、鉄族、コバルト族、ニッケル族、銅族、亜鉛族、ホウ素族、炭素族、窒素族、酸素族、フッ素族、ネオン族です。
6 アルカリ金属は周期表のどこにありますか?
6 つのアルカリ土類金属は、周期表の第 1 族の列の左側にあります。
7 アルカリ土類金属は陽イオンと陰イオンのどちらを形成しますか?
アルカリ土類金属は陽イオンを形成します。他の元素と反応すると、2つの電子を得る代わりに失います。そのため、アルカリ土類金属は陽イオンになります。
結論
このブログを最後までお読みいただければ、アルカリ土類金属、その酸化物、そしてそれらの用途について十分な知識を得られたことでしょう。それぞれの金属は独自の特性を持ち、様々な産業用途に適しています。航空宇宙産業、原子力産業、建材、自動車産業など、幅広い分野で使用されています。