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用語 元素Elementの分類・組織化


 メンデレーエフと化学元素の周期律・周期表
 2020.07.24
 
 ・化学元素とは
 ・元素の周期律とは
 ・元素の周期表とは

   → 原子論と周期律・表

     → 元素から見た 『化学と人類の歴史 21世紀-周期表の物語


  ■ 化学元素とは
 18世紀後半から19世紀前半にかけて化学の発展に伴い元素が数多く発見され、ラヴォアジエが作成したリストでは1789年に33個の元素が記載された。その後ドルトンは、水素原子の質量を1として相対原子質量(原子量)の表を出版した。
1830年までにその数は55種まで増えたが、それとともに元素は一体何種類あるのか、そしてこの増大してゆく元素に何かしらの法則性が隠されていないのだろうかという課題が明らかになった。このようにして、物質を構成する基本単位である元素を、化学上の元素で表現し、他の分野で用いられる元素と区別して限定する場合に、「化学元素」と認識されるようになった。

  ■ 
元素の周期律とは
 化学元素を原子量順に並べると、元素の性質が周期的・巡回的によく似た性質が出現する。1860年代に研究がすすみ、1869年、ロシアのメンデレーエフによって「原子量順に元素を並べると、元素の性質が周期的に変わる」という周期律が提案された。
 当時60種ほどの元素が知られていたが、原子量順の周期性を持続するとき、周期律の数か所で未知の元素が現れていた。メンデレーエフは、「未発見の元素」として扱い、その性質の元素がいずれ発見されると予言した。その後、1875年にガリウム、1879年にスカンジウム、1886年にゲルマニウムと次々と新元素が発見され、メンデレーエフの周期律が科学的に証明されることになった。

  ■ 
元素の周期表とは
 物質を構成する化学元素が持つ物理的または化学的性質を「似たもの同士が並ぶように決められた規則(周期律)に従って配列した表」をいう。
 現在利用されている周期表は、1869年メンデレーエフによって提案された「原子量順に並べた元素が近似した性質を示す周期的な特徴を配列した表」に始まる。

  ■ 
元素の周期律・表の科学史上の意義
 元素の周期的分類は、科学で行われた最も偉大で価値のある一般化の一つと評価されている。この分類法は、「元素を組織化する原理」であり、「元素の性質と原子量の周期律を組織化の原理」としている。その結果、メンデレーエフは、元素を同定し定義するときの基本的な量を確立し、未知の元素を予言することが可能となった。
 20世紀には、周期律の意味が原子構造論の言葉で説明されるようになり、原子番号の概念とラザフォードの原子核とが相互に結びつくことによって現代的に再定義された。

 ■ 
21世紀の定義
 *元素の周期律:元素を原子番号順に並べると、化学的性質の似た元素が周期的に現われる。これを元素の周期律(periodic law)という。
 *元素の周期表:元素を原子番号順に並べ、化学的性質が似た元素が縦に並ぶようにした表を周期表(periodic table)という。