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第1族元素とは?
このうち､水素を除いた元素についてはｱﾙｶﾘ金属 (alkali metals) といい､単体では最外殻s軌道電子が自由電子として振舞うため金属的な性質を示す｡
周期表の一番左側に位置する元素群で､価電子は最外殻のs軌道にある電子である｡
s軌道は1電子のみが占有する｡目次
1 ｱﾙｶﾘ金属
2 性質
3 単体金属
4 化合物
├4.1 水素化物
├4.2 酸化物
├4.3 水酸化物
├4.4 ﾊﾛｹﾞﾝ化物
└4.4.1 構造
5 合金
6 註･出典
7 参考文献
8 関連項目
第1族元素の中において､元素の持つ化学的性質の共通部分について与えられた名称がｱﾙｶﾘ金属である｡
言い換えると周期表の族は電子構造の共通性に着目した区分であるため（他の元素族でも同様であるが）同じ族の元素であっても完全な共通性が存在するわけではない｡典型元素の単体においては周期が小さいほど共有結合性が強く､周期が大きいほど金属結合性が強い｡
この典型元素の性質は第1族元素においては水素のみが共有結合性を示し他は金属結合性を示すといったあらわれ方をしている[1]｡
第1族元素に属する元素の多くが化学的性質に基づく分類である｢ｱﾙｶﾘ金属｣に属する為､第1族元素をｱﾙｶﾘ金属と言い換えることはかなり歴史的にも古くからおこなわれてきた｡
その為､広義には第1族元素とｱﾙｶﾘ金属とは同等とみなされることが多い｡
しかし､分類の着目点が電子構造の違いか代表的な化学的共通性質かという違いがあるため､厳密には第1族元素の区分とｱﾙｶﾘ金属の区分とは合致しない｡
とは言え水素とｱﾙｶﾘ金属とで共通の化学的性質や物理的性質が存在し､全く別の集団であるということでもない｡
第1族元素がｱﾙｶﾘ金属と呼ばれるようにﾘﾁｳﾑ､ﾅﾄﾘｳﾑ､ｶﾘｳﾑ､ﾙﾋﾞｼﾞｳﾑ､ｾｼｳﾑは性質が非常に似通っている｡
一方水素はｱﾙｶﾘ金属元素とは性質が著しく異なる｡
また､ﾘﾁｳﾑは直接窒素と反応するなど一部の物性において他のｱﾙｶﾘ金属元素とは異なった性質を有している[2]｡
水素と他のｱﾙｶﾘ金属元素の違いは電子配置の閉殻構造の有無に起因する｡
ｱﾙｶﾘ金属元素の場合､一価の陽ｲｵﾝが生成すると閉殻構造の寄与により非常に安定化する｡
一方､水素の陽ｲｵﾝであるﾌﾟﾛﾄﾝはむき出しの正電荷である為､電子を核から引き放なす為のｲｵﾝ化ｴﾈﾙｷﾞｰが非常に大きく､閉殻構造が無いため安定化の寄与が存在しない｡
このs電子の振る舞いの違いが水素では共有化合物としての性質を与え､ｱﾙｶﾘ金属元素には金属としての性質を与えている｡
また､ﾘﾁｳﾑとその他のｱﾙｶﾘ金属元素の違いはﾘﾁｳﾑｲｵﾝのｲｵﾝ半径の小ささに起因している｡
ﾘﾁｳﾑはｲｵﾝ半径が小さいために電荷 / ｲｵﾝ半径比が他のｱﾙｶﾘ金属元素と比較して著しく大きくなるため､その反応性や化合物の性質において､1価のｱﾙｶﾘ金属ｲｵﾝよりもむしろ､同様に電荷 / ｲｵﾝ半径比の大きな2価のｱﾙｶﾘ土類金属元素であるﾏｸﾞﾈｼｳﾑｲｵﾝに類似した性質を示す[2]｡
例えば､ﾘﾁｳﾑは窒素と直接反応して窒化物を形成するが他のｱﾙｶﾘ金属元素は窒素に対して反応せず､ﾏｸﾞﾈｼｳﾑはﾘﾁｳﾑと同様に直接窒素と反応して窒化物を形成する｡
また､ﾘﾁｳﾑの硫酸塩は他のｱﾙｶﾘ金属の硫酸塩がﾐｮｳﾊﾞﾝを形成するのと対照的にﾐｮｳﾊﾞﾝを形成しない[3]｡
また､仕事関数が小さく､原子半径が大きいという特徴がある｡
| | 水素1H | ﾘﾁｳﾑ3Li | ﾅﾄﾘｳﾑ11Na | ｶﾘｳﾑ19K | ﾙﾋﾞｼﾞｳﾑ37Rb | ｾｼｳﾑ55Cs | ﾌﾗﾝｼｳﾑ87Fr |
|---|
| 電子配置 | 1s1 | [He]2s1 | [Ne]3s1 | [Ar]4s1 | [Kr]5s1 | [Xe]6s1 | [Rn]7s1 |
| 第1ｲｵﾝ化ｴﾈﾙｷﾞｰ(kJ·mol−1) | 1312 | 513.3 | 495.8 | 418.8 | 403.0 | 375.7 | 392.8 |
| 電子付加ｴﾝﾀﾙﾋﾟｰ(kJ·mol−1) | − | − | − | − | 46.88 | 45.51 | − |
| 電子親和力(kJ·mol−1) | 72.77 | 59.63 | 52.87 | − | − | − | − |
| 電気陰性度(Allred−Rochow) | 2.20 | 0.97 | 1.01 | 0.91 | 0.89 | 0.86 | − |
| ｲｵﾝ半径(pm, M+) | −4 （2配位） | 73 （4配位）90 （6配位） | 113 （4配位）116 （6配位） | 152 （6配位）165 （8配位） | 166 （6配位）175 （8配位） | 181 （6配位）202 （12配位） | − |
| 共有結合半径(pm) | 37 | 134 | 154 | 196 | 211 | 225 | 260 |
| van der Waals半径(pm) | 120 | 182 | 227 | 275 | 244 | 343 | 348 |
| 融点(K) | 14.025 | 453.69 | 370.87 | 336.53 | 312.46 | 301.59 | 300 |
| 沸点(K) | 20.268 | 1615 | 1156 | 1032 | 961 | 944 | 950 |
| 還元電位 E0 (V, M+/M) | 0 | −3.040 | −2.713 | −2.929 | −2.924 | −2.923 | − |
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