共有ボタン

このブログを検索

2020年4月19日日曜日

【ゆっくり解説】周期表の全ての元素を解説!Part2【Voiceroid解説】#4

【科学動画で受験シリーズ #4】

Youtubeやニコニコ動画で不定期(1~2週間スパン)にこういった解説系動画を出していく予定です。

また現在、こういった科学系の解説動画を制作し、その実績に受験に挑むチャレンジをしています。
そのため、チャンネル登録や高評価等をしていただけるととても助かります。

コメント付きで見たい方はこちらでも視聴できます。(ニコニコ版)

Part1:http://www.deltas-m.com/2020/04/part1voiceroid-3.html
Part3:http://www.deltas-m.com/2020/05/7-gw-gw-tl-hafnium-hafnia-tantalum-3-60.html

文章で読めるよう、一応原稿だけ用意しました。


~あとがき~
もうこのシリーズは編集ミスは開き直って、投稿頻度>>>>>>>>クオリティでやってます。(  ´・ω・)


文章で読めるよう、一応原稿だけ用意しました。
ただし、動画とは若干内容が異なっており、こちらは動画と比べるとやや劣化しています。

Rb ルビジウム Rubidium


ルビジウムは銀白色の非常に柔らかい固体です。
気体にすると青色になるそうです。
ルビジウムは値段は高いですが、存在量が少ないわけではなく、銅の2倍程度存在するとされています。
しかし、用途が少ないため需要がなく、生産量が少ないゆえ値段が高いのです。

前回出てきた、スカンジウムより高いね。(1kg1200万円)

ええ、存在量自体はスカンジウムの5倍以上あるんですけどね。
ルビジウム87は半減期488億年の放射線同位体であり、核崩壊によってストロンチウムに変化します。­­­­
その現象を利用した「ルビジウム・ストロンチウム年代測定法」という数億年単位の年代測定法があります。
また、炭酸ルビジウムを混ぜたガラスは丈夫で絶縁性に優れており、ブラウン管用のガラスとして用いられていました。

名前の由来はラテン語の「深い赤色(rubidus)」からです。

Sr ストロンチウム Strontium

ストロンチウムは銀白色の柔らかい固体で水と激しく反応します。
また、炎色反応では赤色を示し、花火や発煙筒などに用いられます。
炭酸ストロンチウムはブラウン管のガラスに用いられていました。
単体では酸素との反応性を利用し、真空空間を作り出す素材として利用されます。

ストロンチウム90は半減期が28.8年でβ崩壊を起こしてイットリウム90に変化します。
そのため原子力電池のエネルギー源として利用されます。
また、体内に入ると電子配置や半径がカルシウムに類似していることから、骨に蓄積します。
もちろん体内で蓄積するということは長期間放射線を放ち続けるので・・・人体に対するダメージは非常に大きなものとなります。

いやぁ・・・ついにヤバい元素が出てきたね。

対してストロンチウム89は半減期が50日と短期間のため、放射線治療に利用されることがあります。

ちゃんといい面もあるのね。

安心してください。そのうち人を殺すためだけに存在しているような元素たちも出てきますよ。

望んでるわけじゃないから。

名前の由来は鉱物のストロチアン石からです。

Y イットリウム Yttrium


イットリウムは柔らかい銀白色の固体です。
イットリウムの化合物は白色発光ダイオードを作る材料になります。
また、イットリウムとアルミニウムの酸化物は虫歯や肌のシミのレーザー治療にも使われます。
その他にも合金やセラミックへの添加材料としても利用されます。

アポロ計画で持ち帰られた月の石には比較的多くのイットリウムが含有されていたらしいです。
ところでアメリカはなんであれ以来、有人で月の探査をしないんでしょうね。

ゆかりちゃんそれは

名前の由来はスウェーデンの村「イッテルビー(Ytterby)」から。

Zr ジルコニウム Zirconium


ジルコニウムは銀白色の固体です。非常に安定していて、酸とアルカリの両方に耐性があります。
しかし高温では反応性が高くなり、様々な化合物を形成します。
ジルコニウムを含む超高度セラミックスは非常に硬く、包丁やハサミなどに利用されます。
有能な物質だね。
また、ジルコニウムは中性子線の吸収を最もしづらい物質のため、原子炉の燃料棒の被膜材料に使われています。(中性子線は原子力発電において原子力)
そして3.11の福島第一原発事故の爆発はこのジルコニウムによって引き起こされました。

え?

まず、原子力発電というのは燃料棒を核反応で高温にし、その熱で周りの水を気化させ、蒸気の動きでタービンを回して発電しています。

地震が発生し、原子炉は停止しましたが、その際冷却系が破損しました。
冷却は常に水を入れ替えることで行われていました。
故障した影響で水の配給は止まりましたが、水の排出は止まりませんでした。
そしてだんだん水位が下がり燃料棒が露出します。
露出した燃料棒は高温になります。
先程言ったとおり、ジルコニウムは高温になると反応性が高くなります。
そしてジルコニウムは燃料棒の被膜材として使われているとも言いましたね。

アッ・・・

そうです。
ジルコニウムは水蒸気と反応しました。
水は本来安定した物質ですが、ジルコニウムは高温になればそれを超える反応性を持ちます。
ジルコニウムは空気中の水蒸気から酸素原子を奪い、酸化ジルコニウムとなりました。
水分子を分解して酸素を取り除いたら何が残りますか?

水素だね。

そうです。水素が発生します。
そして高温下にある水素は不安定のため、空気中の酸素と結合しようとします。
そして結合すると爆発を起こします。
それは連鎖し、結果的に大爆発を起こし、全てが破壊されました。
その爆発によっていままで溜め込んでいた核のゴミもすべて放出されてしまいました。
その結果、多くの方が被爆することとなり、大地は汚染されました。
これが福島第一原発事故の実態です。

いつか出るとは思ってたけど、こんな早くにこの話が出るなんて思わなかった。

あの事故は核というよりも、このジルコニウムが原因なんですね。
もっともの原因は地震自体ですが。
ジルコニウムは放射性物質ではないので本来そこまで危険なものではないものが、ここで牙を向いたわけです

デリケートな話だと思うのでここではここまでにしておきます。

名前の由来はアラビア語の宝石の金色「ジルコン(zargun)」からです。

Nb ニオブ Niobium

ニオブは銀白色の固体です。
かつてはコロンビウム(元素記号はCb)と呼ばれていました。
その背景は少しややこしいのですが、
コロンビウムは確かに発見されましたが、その後タンタルという別の物質と同じ物質であると誤った結論が出され、その間に無かったことにされたコロンビウムと同じ物質が再発見され、ニオブと名付けられました。
その後、ニオブの性質を調べていくとコロンビウムと全く同じだということが判明し、一つの元素に2つの名がつくことになりました。
しかしそれだと面倒なので、1949年にニオブの方に統一されることになりました。

コロンビウム見つけた人可愛そう。

コロンビウム自体はチャールズ・ハチェットというイングランドの科学者が発見しました。

ひねくれ者のうp主はこの元素をコロンビウムと呼んでいます。

おいやめんか
コロンビウムは金属に加えて耐熱性や強度を高める添加剤としてよく使われています。
コロンビウムとチタンの合金は極低温下で超伝導体となり、加工もしやすいという特徴があります。
そのため、リニアモーターカーの電磁石に使われています。
この合金以外にももう少し上の温度でも超伝導体となってくれる素材はありますが、いずれも脆いセラミックのため、これが使われています。
コロンビウムの名前の由来は発見に用いられた標本がアメリカのコロンビアから送られてきたからですね。
ニオブの名前の由来は神話の王、タンタロスの娘「ニオベー(Niobe)」からみたいです。
なんかニオブのほうが由来がかっこいいので今日からニオブ派になります。

最初からそうしろ。

Mo モリブデン Molybdenum


モリブデンは銀白色の固体です。
モリブテンは聞き慣れませんが、生物にとっての必須元素で、尿酸の生成や造血に関与しています。

工業的にはモリブテンは多くの場合、ステンレスに添加されて利用されています。
金属の強度や耐久性が高められ、航空機やロケットのエンジンといった機械材料の他、人体への影響がないため包丁などに使われています。
産業上の重要性が高いものの、地殻存在が低く、配給構造が脆弱であるのが問題です。
また、モリブデン99は癌の診断などにも利用されています。

名前の由来はギリシア語の「鉛(molybdos)」からです。

Tc テクネチウム Technetium ※放射線元素


テクネチウムは銀白色の固体で、人工的に作られた初めての元素です。
安定した同位体が存在しないため、なかなかうまく数値が調べられないようです。
ウラン238の自然核分裂によって生じることが分かっていますが、生成量は非常に少ないです。
天然での存在は確認されていますが、それも宇宙空間からのスペクトル線の観測によって結論付けられたものです。
性質上、地球でウラン鉱石中から発見することが出来ますが、発見するので精いっぱいな程微量です。
1906年に日本人の小川正孝が発見の報告をし、「ニッポニウム」と名付けましたが、実際に発見されていたのは当時未発見の75番元素(レニウム)だったため、認められませんでした。

おしかったんだね・・・

β線を放出せず、γ線のみを放出するテクネチウム99mは核医学を支えている物質です。
テクネチウムの研究はすでに十分に進められており、テクネチウムを使用した放射線医薬品を投与した場合の効果なども十分解明されているため、すでに血流測剤などとして利用されています。

名前の由来はギリシア語の「人工(tekhnetos)」からです。

Rh ルテニウム Ruthenium

ルテニウムは銀白色の硬くて脆い固体です。
地球は5000トンほどしか存在しないとされている希少な金属です。
酸化しづらく、王水であっても殆ど侵される事はありません。

用途の一つにパソコンなどのハードディスクがあります。
ルテニウムの薄膜を表面にコーティングすることによってハードディスクの記憶場所であるプラチナの密度を高められます、すなわち記録容量の増加が見込めます。
この技術は比較的最新技術のため、これ以上はうp主にもよく分かりませんでした。
ハードディスクの基礎的な技術は熟していて、今のハードディスク開発は技術の先の技術らしいからね。

名前の由来はルテニウム鉱物の産地のラテン名「ロシア(Ruthenia)」からです。

Rh ロジウム Rh­­­­­­­­­­­­­­odium

ロジウムは銀白色の固体で非常に硬く、耐食性、耐摩耗性に優れ美しい光沢がある物質です。
王水にも殆ど溶けません。­­­­­­­­­
­ジウムは硬すぎて加工が非常に困難です。
そのため工業製品と言うより、もっぱらアクセサリーのメッキとして使われます。
アクセサリーの銀色メッキの中では最も高価なメッキだそうです。
また、ロジウムは排気ガス中の窒素酸化物を分解する性質があるので、自動車のエンジンにも使われています。
化合物は高温でハロゲン元素と結びつく程度にとどまります。

また、2014年に京都大学がロジウムの左右にある元素のルテニウムとパラジウムを原子レベルで合成し、擬似ロジウムを開発しました。
性質もほとんど同じで、価格が本当のロジウムの1/3程度で収まるので、安価でロジウムと同等のものを扱うことができるようになっています。

名前の由来はギリシア語の「バラ(rhodon)」からです。


Pd パラジウム ­­­

パラジウムは銀白色の固体です。
パラジウム合金は気体をよく吸収します。
特に水素においてはパラジウムの体積の約900倍以上も吸収する事ができ、水素の精錬に利用されています。
また、水素を用いた燃料電池としての活用も期待されています。

そのほか、ロジウムと同様に排気ガス中の窒素酸化物を分解する触媒としての利用法があります。
また、虫歯の治療で用いられる銀歯は、金銀パラジウム合金です。

名前の由来は小惑星「パラス(Pallas)」からです。


Ag Silver


銀は銀色の固体です。

やっと知ってる金属が来た。

そうですね。私も第5周期のなかでは銀とズズしか扱ったことがないです。

銀は熱と電気の伝導性が最も高い金属です。
しかし銀は、製品としてはやや使いにくい面があります。
酸化こそしませんが、硫化し、黒ずむのです。
硫化銀はそもそも電気を通しませんし、熱伝導率も下がります。
硫化なんてそうそうしないだろうと思ってますか?
手で触れるだけで硫化しますし、空気中に置いておくだけでも硫化する恐れがあります。
ああ、なるほど、キレイな銀色は保てないんだね。

昔はこの黒ずむ現象は毒に反応していると考えられていました。
スプーンや食器などが銀で作られていたというのは、毒の検出のためだったわけです。
実際、その御蔭で毒殺に気づいたという話もあります。
そういった背景から、人々は銀に信頼を寄せ、神秘的に扱われました。

銀の弾丸のお守りは有名ですね。
一撃必殺、特効薬、そういった意味が込められているそうです。
実際に銀の弾丸は発射はできると思いますが、銃弾の素材には小さくて重いことが重要なので、銀を使っても物理的には大した性能は得られないと思います。
人間に効くのは鉛です。
重くて安い鉛が用いられています。

ここまで銀は無能金属感が強いですが、
銀イオン(Ag+)は殺菌能力があります。
銀はイオン化傾向が小さく、電離状態でじゃ不安定な物質のため、他の物質が持つ電子(または原子)を奪って相手の組織を崩壊させるんですよね。
銀は基本的に体に無害ですし、小さなものでも崩壊させます。
ニオイ成分も花粉も、あの現在猛威を奮っているコビット19(COVID-19)、すなわちコロナウイルスにも効果があるとされています。

存在するだけで殺菌効果があるなんてすごいね。
まぁそうですね。殺菌効果がある元素は少なくはないですが、人体に無害なのが特にポイントが高いですね。
殺菌効果だけで言えばウランなら何でも殺せますし。

銅も銀ほどではないですが、近い効果をもたらします。
水たまりに10円を置いておくと、蚊が孵化できないとか、そんな話を聞いたことがあります。

銀はうp主も大好きな元素の一つで、銀鏡反応が楽しくて楽しくて何回もやってたのを覚えています。
銀鏡反応?
硝酸銀をアルデヒドで還元して銀を析出させる実験です。
電気を使わない銀のメッキですね。
かつてはこの方法で鏡を作っていたそうです。

私が高2の時、科学部の活動として子どもたちに見せる実験会のようなもので何度も銀鏡反応をやっていて、それが何時間も続くので流石に疲れて後輩に代役をお願いしたら、5分後くらいに真っ黒な液体を持って助けを求めに来た記憶が根強く今でも残っています。
後輩「先輩!助けてください!悪魔の物質がぁ!闇の物質がぁ!」

その黒い液体は何だったの?

本当に真っ黒だったので、多分硝酸銀をフェーリング反応のA(硫酸銅)とでも混ぜたんじゃないでしょうか。
多分硫化銀だと思います。

銀の名前の由来はアングロサクソン語の「銀(sioltur)」からです。


Cd カドミウム Cadmium

カドミウムは銀白色の固体で、人体にとって有害です。
カドミウムを摂取すると、腎臓機能に障害が生じ、骨が侵され、その上癌になる可能性があります。
有名なカドミウムの環境汚染として、四大公害のイタイイタイ病があります。
1910年代から1970年代前半にかけて多発した奇病で、未処理の排水をそのまま川に流してしまったのが問題でした。
患者はカドミウムの慢性中毒により、骨軟化症で体中が全身が痛むという症状があり、その病の患者が「痛い痛い」と言うので、イタイイタイ病と名付けられました。

そんなカドミウムは何に使われているかと言えば、ニッケルとカドミウムを使った電池である、ニッカド電池等です。
ニッカド電池は温度によって性能が変化しづらく、過放電にも強く寿命が長い特徴があります。
また、継続的なパワーより瞬発的なパワーを出すのに向いています。
欠点としては低容量ということでしょうか。
しかし手軽に瞬発的なパワーを出せるため、今でもラジコン等に使われていますね。

他にもメッキとしても利用されていましたが、現在では人体への蓄積を防ぐために、世界的に脱カドミウムの動きがあり、だんだん世の中から消えていく流れになっています。


名前の由来はラテン語で鉄の混ざった酸化亜鉛を意味する「カラミン(cadmia)」からです。

In インジウム Indium


インジウムは銀白色の柔らかい金属です。
常温の空気中では安定で、酸に溶けます。
1990年代なかばまではインジウムは安全な金属と考えられていましたが、20014月に酸化インジウムスズの吸引が原因と考えられる死亡例があり、そこからインジウムの毒性について問われ始めました。

結構最近なんだね。

そして201012月に厚生労働省が「インジウム・スズ酸化物等の取扱い作業による健康障害防止に関する技術指針」を通知して危険性が改めて日本で周知されることになりました。

そんな危険なインジウムですが、身近にあります。
もしかしたら、今手に持ってるかも知れませんね。
酸化インジウムは電気を通す性質を持ちながら、透明であるという特徴があります。
勘のいい方ならお分かりでしょう、スマホ等のタッチパネルに使われています。
スマホ等のタッチパネルは手の静電気で座標を取得しています。
嘘だと思うなら銅線や濡れたテッシュなどの電気を通すもので操作してみてください。動きますから。
逆に絶縁性のものを一枚挟んでやると急に動かなくなります。

スライタスペンなんかが金属製なのもそのせいだね。
結構常識だと思ってたけど、知らない人多いのかな。

酸化インジウムはこのような透明な電極を作れるため、現代では欠かせない素材となっています。
そう言えばインジウムで問題となっているのは慢性的な吸引のため、スマホ程度では問題は起こりませんのでご安心ください。

名前の由来はラテン語で輝線スペクトルの藍色「インディカム(indicam)」からです。

Sn スズ Tin


ああ、コレも知ってる金属だな。

スズの主な同素体は2つあり、それぞれαスズとβスズという名がついています。
αは共有結合で結合したもので、自由電子を持たないため、金属的な性質を持たず、灰色の固体です。
βスズは金属結合で結合したもので、銀白色の固体です。一般にスズと言われればこちらの場合が多いです。
他にも特殊な環境ではγスズ、σスズといった同素体も存在します。
一般に流通するβスズの純度は99.8%程度で残りの0.02%に他の金属を混ぜてあります。
αスズとβスズの転移点は約13℃という常温に近い温度ですが、それらを添加するとスズの転移を抑えることが出来ます。
また、このように結晶構造が変化し、他の同素体に移り変わるのを同素変態といいます。
生物でも変態という言葉がありますが、化学にも存在するんですね。

ここから一般のスズであるβスズの話になります。
スズを鉄にメッキしたものをブリキといいます。
スズは耐食性が高いため、メッキすることで鉄を保護します。
ブリキが出たらトタンもよくセットで語られます。
ブリキ表面は酸化しないため、見た目が常に美しく保てますが、傷付けば内部の鉄が腐食する可能性があります。
トタンは鉄に亜鉛メッキをしたもので、亜鉛が酸化することで内部の鉄の腐食を防ぐことが出来ます。
なのでブリキは見た目重視のおもちゃなどに、トタンはバケツ等の実用性重視なものに使われています。

まぁ、しかし最近はそもそも鉄を使わないケースも増えてきていますね。
すでに過去の技術かも知れません。

因みに缶詰にも使われていますが、スズは軽い毒性を持っているため、あまりに古い缶詰製品などを食べるとスズが溶け出していて、下痢や嘔吐などの症状が現れることがあります。

食べ物が悪いと勘違いしてなかったことになっているのも多そうだね。

名前の由来はラテン語で鉛と銀の合金を指す「スタニウム(stannum)」からです。

Sb アンチモン Antimony

アンチモンは銀白色の硬くて脆い固体です。
アンチモンは天然には硫化アンチモン(輝安鉱)として存在し、古くから使われていました。
紀元前2300年頃のエジプト王朝の墓からも見つかっており、かのクレオパトラも輝安鉱の粉をアイシャドウとして使っていたと言われています。
(アイシャドウは目の奥行き目立たせる化粧のこと。)
しかし、アンチモンは毒性を持つため現在では使用されていません。

酸化アンチモンはプラスチックやゴム製品などを燃えにくくする性質があり、カーテンなどに使われています。
しかしこちらも毒性のため、徐々に使用が控えられる傾向にあります。

名前の由来はギリシア語の孤独を嫌うという意味の単語「アンチモノス(anti-monos)」からです。


Te テルル Tellurium


テルルは銀白色の固体です。
テルルには光が当たると電気を伝えやすくなる性質があり、このことを利用して書き換え可能なDVDに使われています。
また、ガラスを赤紫にしたり、陶磁器を赤や黄色にしたりする着色剤として用いられます。

生体がテルルに触れると代謝によってジメチルテルリドという気体が生成し、ニンニク臭を放ちます。
ニンニク臭だけでなく、テルルは毒性もあります。

名前の由来はラテン語の「地球(tellius)」からです。

I ヨウ素 Iodine

ヨウ素は金属光沢のある黒色の固体です。
昇華性があり、気体になると紫色になります。

この元素を含んだ化合物は小学生の時に扱ったことがあるよ。
ヨウ素デンプン反応だったっけな?そんなのをやった覚えがあるよ。

よく覚えていますね。
因みにヨウ素デンプン反応は化学反応ではなく、物理変化でデンプンのアミロースやアミロペクチン等のらせん構造の中にヨウ素分子が入り込むことで呈色する反応のことです。
呈色する色はデンプンに含まれる物質のらせん構造の長さに依存し、長いアミロースの場合は青紫色、少し短いアミロペクチンは赤紫色、更に短いグリコーゲンは赤褐色を示します。

なんだか光の波長みたいだね。

ちょっと知識不足で関係があるのかは分かりませんが、ホントそっくりですよね。

ヨウ素の主な活用方法はやはり消毒でしょう。
ヨウ素のアルコール溶液はヨードチンキといい、「ヨーチン」という名で親しまれていました。
また、うがい薬のルゴール液の材料としても用いられています。

ヨウ素は人間にとっても必須のミネラルで、体内に取り込まれると甲状腺に行き、甲状腺ホルモンになります。
甲状腺ホルモンが不足するとエネルギー代謝や運動機能の障害が発生します。

そんなヨウ素ですが、ハロゲンなので劇物ではあります。
しかし、反応性はフッ素や塩素、臭素よりも小さいため、こういった使い方ができるわけです。

名前の由来はギリシア語の「紫色(ioeides)」からです。


Xe キセノン Xenon


キセノンは無色の気体です。
希ガスですが、最外殻と原子核の距離があるため、比較的イオン化しやすい希ガスです。
そのため、反応性の高いフッ素や酸素と反応します。

キセノンも例にもれず、キセノンランプというものがあり、色が太陽光に近いことからカメラのフラッシュに使われています。

また、キセノンはイオンエンジンの推進剤として利用されています。
イオンエンジンはキセノンをプラズマ(イオン化)にして電圧をかけて噴射し、その反動で推力を得る最新鋭の宇宙用エンジンです。
コレは小惑星探査機の「はやぶさ」等に搭載されています。

希ガスマスターさんはキセノン持ってるの?
さすがにキセノンは持ってませんね。自然にマトモに存在する気体としては存在量が最も少ないとされてますし。
というか希ガスにはまだラドンとウンウンオクチウムもありますし、一般人が全部確保するのは無理ですよ。

ウンウン・・・?周期表にそんな元素ないよ?

ああ、そうでした、変わったんでしたね。私が中学の時まではウンウンオクチウムって名前だったんですけど、高校の教科書でオガネソンに変わっててショックを受けましたね。
ウンウンって名前小学生みたいな理由で好きだったのに。
まぁこれ以上はまたその元素の時に話しましょうか。


キセノンの名前の由来はギリシア語の「見慣れない(xenos)」からです。

Cs セシウム Cesium


セシウムは黄みがかった銀白色の固体で、反応性に富み、自然発火します。
また、融点が低く、液体状態の場合も少なくありません。
同位体のセシウム133は時間の長さの基準に用いられており、
セシウムの電子の状態が変化する時に放出される光を基準として1秒の長さが決められています。
もう少し詳しく言うと励起状態から低いエネルギー準位の方に遷移する時に放出される光エネルギーを観測し、基準に用いているわけですね。
ちなみに、また福島原発事故の話が出てきますが、あの事故で主に放出されたのは放射線同位体のセシウム137です。

名前の由来はラテン語の「青い空(caesius)

Ba バリウム Barium

バリウムは銀灰色の柔らかい固体です。
バリウムというと、健康診断で胃や腸レントゲン写真を取る際に飲む液体を思い浮かべる人が多いのではないでしょうか。
あの白い液体は硫酸バリウムです。
人体はX線を透過させますが、バリウムはX線をあまり通しません。
その性質を利用し、あの検査ではバリウムを内蔵の表面に付着させ、内臓の形を確認しています。
しかし、バリウム検査には様々な問題点があります。
まず、バリウムなんて訳分からない物質を口に入れるわけですから、当然人間の舌はそれを好みません。すごく気持ち悪いそうです。
そしてバリウムは人体に無害ではありません。バリウムは放射線を放つので、体内にある間は被爆します。

えっ・・・?そんなのをやってるの・・・?

ええ、命に影響を及ぼす程ではありませんし、何より安いですからね。
厚生労働省にも認められている検査方法ですが、精度もあまり高くなく、ある程度進行した癌しか発見できないため、医者が本職の方はバリウム検査をやりたがらないとか。
胃カメラのほうが苦しくもないし、発見率も1000倍だって言われているそうですね。
まぁうp主は医学系のことは全く知らず、ソースはネットで軽く調べただけなのでふーん程度に思っててください。

また、炎色反応で緑色を示すため、花火などに用いられています。
名前の由来はギリシア語の「重い(barys)」からです。

さて、ここからは周期表の中でもはみ出ているランタノイドに属する者たちの紹介です。

ああ、あれずっと疑問に思ってたんだよね。なんでわざわざ分ける必要があったの?

分けているのは単純に見づらいからです。
それ自体は周期表の書き方の問題ですね。
こんな書き方でもいいでしょう。
ランタノイドの解説をしようと思いましたが、その前に電子軌道の話をしましょう。

元素の性質というのは基本的に最外殻の電子の状態に依存します。
遷移元素が縦ではなく横の性質と似ているというのは習いましたよね?
(電子が増えるというのは陽子との電気的安定を保つという表現)
その理由は電子が増えても、内側の軌道に電子が入り込み、最外殻には同じ軌道に同じ数の電子が入る場合が多いからです。
どうして内側に入りこむかというのは、電子同士が反発し合うため容易に外の軌道に追加させることも出来ず、でも電気的平衡を保たないといけないため、それらの条件に合う落とし所として最も安定するのがそこだったと考えておいてください。
(ちゃんと説明するには小軌道やスピンなど新たな概念を前提として持ち出さなければ難しい)
そしてランタノイドは最外殻より内側の軌道に電子が入るのが連続で安定したからです。
(※完全に連続で入っているではないが・・・)
たまたまと言っても実際には必然的なものですけどね。

ランタノイドは最外殻電子の関係上、物理的性質、化学的性質ともにあまり変わりません。
しかし、ランタノイド元素には革新的な機能を秘めた素材ばかりで、それぞれ最適な使用方法があります。その上実は意外と身近にあります。

因みにランタノイドの名前の由来はランタノイド郡最初の元素の「ランタン(Lanthan)+「もどき(oid)」からです。

もう少し細かい説明もしたいんですが、ここでは動画の趣旨と異なるのでここまでにしておきます。
もっと知りたい方はコメント等に書き込んでね。需要がある程度あったら作ってみます。
さほど難しいことではないので。
あとついでに高評価やマイリスもしとけ。

さて元素の紹介に行きましょうか。

La ランタン Lanthanum

ランタンは銀白色の固体です。
ランタンの用途は様々で、身近なところでは衝撃で発火する性質を利用して使い捨てライターの火打石に利用されています。そのほか蛍光灯やセラミックス、永久磁石、電子顕微鏡、光学レンズなどに使用されています。
また、ランタンとニッケルの合金には水素吸蔵能力があり、この性質を利用し、水素自動車の燃料となる水素を安全に貯蓄する容器の実現が期待されています。

名前の由来はギリシア語の「隠れる(lanthanein)」からです。

Ce セリウム Cerium

セリウムは軟らかく延性に富む灰色がかった銀白色の固体です。
ランタノイドの中では最も豊富に存在する元素と言われています。

セリウムは酸素と結びつきやすいため、酸化セリウムとして利用される場合が多いです。
酸化セリウムは紫外線吸収効果があり、サングラスのレンズや車の窓ガラス等に混ぜられます。
それ以外にはLED、ガラスの研磨剤、坩堝などに使用されています。

名前の由来は1801年に発見された小惑星「ケレス(Ceres)」からです。

Pr プラセオジム Praseodymium

プラセオジウムは銀白色の固体です。
しかし表面が酸化し、空気中では黄色になります。
そのため、プラセオジムはガラスの着色剤として使用されたり、顔料として使用されたりします。

またプラセオジム磁石は物理的な強度が高く、様々な加工が容易に行える磁石でもあります。

確かに磁石って結構脆いし、コレは大きな利点だね。

そしてプラセオジムは光を増幅させることができ、レーザー触媒としての使いみちがあります。

名前の由来はギリシア語の「ニラ(prasisos)」と「双子(didymos)」からです。

Nd ネオジム Neodymium

ネオジムは銀白色の固体です。
ネオジムは酸化されるとピンク(+2)、紫や青(+3)、黄色(+4)など様々な色に変化します。

コレは聞いたことがあるよ!
ネオジムは磁石が有名だよね。

そうですね。ネオジムを用いた磁石はこの世で最も磁力の強い磁石です。
そのため、高性能なモーターなどに使われます。
ただし、熱に弱く、やや脆いという欠点があります。
またネオジムはスピーカーに内蔵され、電気信号を振動に変える役割も担っています。

さらにガラスの着色剤としても利用されているのですが、少し変わっていて、僅かな光の加減によって色がかなり変わるんですよ。
うp主も見ましたが、脳がうまく理解できませんでした。
マジックを見せられたみたいな感じでした。

名前の由来はギリシア語の「新しい(neo)」と「双子(didymos)」からです。


Pm プロメチウム Promethium ※放射線元素

プロメチウムは銀白色の固体です。
安定同位体が存在せず、全て放射線物質です。

プロメチウムの放つβ線を電気エネルギーに変換原子力電池の燃料として利用されています。
原子力電池は高エネルギーを長時間使用できることが特徴で、太陽光が弱く、発電ができない場所で行動する宇宙探査機の電源などに使用されています。

コレで説明終わりなんですがあまりに短すぎるので余談しますか。
プロメチウム関係ないんですけど、原子力電池?なにそれ欲しい!ってことでトリチウムで作ろうとしたんですけど、税関で止められて金だけ失ったことがあります。
どうやら一度に輸入できる数に制限があって、送料ケチって1つの荷物としてまとめたのが悪かったみたいです。
皆さんも原子力電池を作るときにはちゃんとトリチウムは分けて発送してもらいましょうね。

プロメチウムの名前の由来はギリシア神話の神「プロメテウス(prometheus)」からです。

Sm サマリウム Samarium

サマリウムは灰白色の軟かい固体です。
150℃で自然発火します。

サマリウムといえばやはりサマリウムコバルト磁石でしょう。
この磁石は高温下でも磁力が落ちにくい特徴があります。
そのため、電動ガン等のモーターに採用されています。
ただし、他の磁石と比べても圧倒的に高価なため、大抵は小型な製品への使用に留まります。
また、ギターなどの弦の振動を電気信号に変えるピックアップという部品に使用されたりもしています。
その他にも触媒としての利用用途が存在します。

名前の由来はロシアのウラル地方で採れる「サマルスキー石(samarskite)」からです。

Eu ユウロピウム Europium

ユウロピウムは銀白色の固体です。
ランタノイドの中でも反応性が高く、水に対してはカルシウムと同程度の反応性を持ちます。

ユウロピウムはブラウン管の赤色の蛍光体として用いられていました。
また、EUの紙幣である「ユーロ」にもこのユウロピウムが使われており、紫外線を当てると様々な色に変化する性質を生かして偽造防止に役立てられています。
また、実は日本でも年賀状に使われていたりもします。

名前の由来は「ヨーロッパ(Europe)」からです。

Gd ガドリニウム Gadolinium

ガドリニウムは銀白色の固体です。ガドリニウムは常温で高い磁性を持ちます。
このため、MOディスクなどの光磁気ディスクなどの記録層に使われていました。
というかMOディスクって言って今の人分かりますかね?

フロッピーより15年も新しい技術なんだから大丈夫でしょ。

マキさんって本当は何歳なんですか?

現在ではその磁性を生かしてMRI(磁気共鳴画像)の濃淡を強調する造影剤として使用されています。
ちなみにその際には血管内にガドリニウムを投与して使います。
そうすることで写真がくっきり撮れるんですね。

また、ガドリニウムには中性子を吸収する性質があり、原子炉の中性子を制御する用途にも使用されています。

名前の由来は希土類元素(レアアース)研究の開拓者「ガドリン(Gadolin)」からです。

Tb テルビウム Terbium

テルビウムは銀白色の固体です。
テルビウムはテレビの緑色蛍光体や光磁気の材料に使用されています。
また、X線の撮影の感度を上げる増感剤としても用いられています。
テルビウムを含む合金は磁気ひずみの効果が大きいという特徴があります。
磁気ひずみとは、磁化の方向に物質が伸びたり縮んだりすることです。
この特性を利用したものの例として、パネルスピーカーや電動アシスト自転車などがあります。

名前の由来はスウェーデン地方の村「イッテルビー(Ytterby)」からです。

イットリウムと同じ由来なんだね。
ええ、この他にもイッテルビウム(Yb)とエルビウム(Er)もこの村が由来となっています。

Dy ジスプロシウム Dysprosium

ジスプロシウムは光のエネルギーを貯めて発光する性質があります。
そのため、蓄光塗料として使用できます。
そして蓄光塗料は避難用の標識やリモコン、銃のサイト等に使われています。

かつてはこういったものにはラジウムなどの光り続ける物質が使われていましたが、それらは放射能があったため、利用されなくなり、代わりにこういった蓄光塗料が使われるようになりました。

また、ジスプロシウムをネオジム磁石に添加すると磁力を高めたり、熱に少しだけ強くなる効果があります。
しかし、ジスプロシウムは希少な資源であるため、最近はジスプロシウムを使用しない方向に研究が進められています。

名前の由来はギリシア語の「得難い(dysprositos)」からです。

Ho ホルミウム Holmium

ホルミウムは銀白色の固体です。
高価で利用用途は少ないですが、医療分野ではレーザー治療器に使われています。
ホルミウムに当てた光が反射しレーザー発振器内で増幅されレーザー光が放たれるという仕組みです。
他のレーザーと比べ、エネルギー効率がよく、熱を生じにくいため、患者へのダメージを最小限に抑えることが出来ます。
ホルミウムレーザーを使った治療の例には尿路結石の破壊や肥大した前立腺腫瘍の切除などがあります。

名前の由来はストックホルムの古名「ホルミア(Holmia)」からです。(三葉虫の方ではない)

Er エルビウム Erbium

エルビウムは銀白色の固体です。

本来光ファイバーの中を光が伝わる時、距離が長くなると光は減衰してしまいます。
しかし、エルビウムを添加した光ファイバーには光が通過しただけで光の強度を増幅させる能力があり、長距離の光通信を現実とものとしました。
現在のネットワークシステムには不可欠な元素です。

他の使いみちとしては歯科や美容外科のレーザー治療などに使用されています。

また、酸化エルビウム()はピンク色になることからコレもガラスの着色剤として利用されます。

名前の由来はスウェーデン地方の村「イッテルビー(Ytterby)」からです。

Tm ツリウム Thulium

ツリウムは銀白色の固体です。

ツリウムも光ファイバーの増幅器としての役割を担っています。
エルビウムには増幅することの出来ない波長の光をこのツリウムで補っています。
また、ツリウムは放射線を受けた後加熱すると光を放つ性質があり、その特性を生かして放射線量計として利用されています。
その他、ユウロピウムと同じようにユーロ紙幣に紫外線を当てると光る仕組みにツリウムの青色蛍光が使われています。

名前の由来はスカンジナビアの旧名「ツール(Thule)」からです。


Yb イッテルビウム Ytterbium

イッテルビウムは銀白色の固体です。
イッテルビウムを用いたYAGレーザー(ヤグレーザー)は金属板やシリコンウエハー等の切断に使われます。
コレを使えば薄板を複雑な形状に加工でき、精密機械加工に向いているレーザーです。
また、肌のシミやアザの痕の除去にも使われています。
その他にはガラスを黄緑色に着色する色素であったり、コンデンサー等の使いみちがあります。

名前の由来はスウェーデン地方の村「イッテルビー(Ytterby)」からです。

Lu ルテチウム Lutetium

ルテチウム銀白色の固体で、ランタノイド最後の元素で、ランタノイド元素の中で最も重いです。
分離に手間がかかり、高価なこともあって工業的な利用はほとんどされていません。
医療分野ではPET装置(ポジトロン断層法)に利用されているようです。
PET装置とはCTMRIのように体の断面撮影を行う機械です。
CTMRIが体内の造形から異常を発見するのに対してPETは細胞の性質を調べることが出来ます。


名前の由来はパリの古名「ルテシア(lutecia)」からです。



0 件のコメント:

コメントを投稿

ad imobile W

Google+

人気の記事

人気の記事

人気の投稿

ブログ アーカイブ