第２章 基礎的な化学
9⃣元素の分類
重要ポイント
イオン化傾向が大きい金属ほど錆びやすい。
金属の腐食を防ぐためにはどんな対策があるか？
金属の特徴
金属は下記の特性を持っています。
- 融点が高く、常温で固体
- 塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸に溶ける
- 塩基性酸化物をつくる
- 金属光沢がある
- 熱や電気を通しやすい良導体
- 比重が大きい
- たたくと広がる（展性）、引っ張るとのびる（延性）
比重が４以下の金属を軽金属、比重が4より大きい金属を重金属という。比重が1より小さい場合、水に浮く。
金属には、電子を失って陽イオンになろうとする性質があり、これをイオン化傾向という。
金属が液体の中で陽イオンになると溶ける。また、空気中で陽イオンになると錆びる。鉄が錆びるのは空気中で電子を失って（酸化）陽イオンになるから。
金属のイオン化傾向の大きさは金属の種類によって違う。
イオン化傾向を大きい順に左から並べたものをイオン化列という。
イオン化傾向が大きい方が、より陽イオンになりやすい。つまり、液体中で溶けやすく、空気中で錆びやすい。
イオン化列は下記の通り、
| Li | K | Ca | Na | Ma | Al | Zn | Fe | Ni | Sn | Pb | H | Cu | Hg | Ag | Pt | Au |
| リチウム | カリウム | カルシウム | ナトリウム | マグネシウム | アルミニウム | 亜鉛 | 鉄 | ニッケル | スズ | 鉛 | 水素 | 銅 | 水銀 | 銀 | 白金 | 金 |
語呂合わせにすると覚えやすいと思います。いろいろあるので調べてみると面白いです。
リカ（ちゃん）、カナ（ちゃん）まあ当てにすなひどすぎ借（白）金
| リ | カ | カ | ナ | ま | あ | 当 | て | に | す | な | ひ | ど | す | ぎ | 借 | 金 |
| Li | K | Ca | Na | Ma | Al | Zn | Fe | Ni | Sn | Pb | H | Cu | Hg | Ag | Pt | Au |
金属の表面が化学的に、または電気的に侵されることを腐食という。
鉄の配管は、鉄が陽イオン化して溶けることで腐食する。
腐食しやすい条件は下記の通り。
- 湿度が高い、水分が存在する
- 異なる土壌が混ざっている場所
- 中性化がすすんだコンクリート内
- 迷走電流が流れている場所
- 限度以上の塩分がある場所
- 異種金属が接触している場所
- 酸性が高い場所
金属の腐食を防ぐ方法は下記の通り。
- 防食材を使う
- 地下鉄と触れ合わないようにする
- コンクリートを強アルカリ性に保つ
- エポキシ樹脂などの合成樹脂で金属を覆う
- 腐食させたくない金属を、イオン化傾向の大きい異種金属とつなぐ
腐食を防ぐには、金属が陽イオン化しにくくすることが大切。
たとえば、
鉄の配管を腐食させたくなければ、それよりもイオン化傾向の大きい亜鉛などをつなげば、亜鉛などの腐食は進んで鉄の配管の腐食は防ぐことができる。
元素の分類
元素は１～１８族に分類されている。このうち１、２、１２～１８族の元素を典型元素という。
元素の周期表の左側にある約８０種類は、金属元素と呼ばれる。それ以外は非金属元素です。周期表の左下の元素ほど金属性が強い。
・アルカリ金属（Hを除く１族元素）
Na⁺、K⁺のような、＋１のイオン（１価の陽イオン）になりやすい。イオン化傾向が大きく、水溶液は強い塩基性を持っている。
・アルカリ土類金属（Be、Mｇを除く２族元素）
Ca²⁺、Ba²⁺のような、＋２のイオン（２価の陽イオン）になりやすい。
・ハロゲン（１７族元素）
－１のイオン（１価の陰イオン）になりやすい。水素や金属と反応しやすく、強い酸化作用を持っている。
まとめ
イオン化傾向とは、金属が電子を失って（酸化）陽イオンになろうとすること。
イオン化傾向が大きいほど、液体の中で溶けやすく、空気中で錆びやすい。
腐食を防ぐため、よりイオン化傾向の大きい金属を組み合わせる。
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