この教材で学ぶこと
到達目標
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周期律の意味を説明できる
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周期表が原子番号順に並んでいることを理解できる
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周期と族の意味を説明できる
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代表元素と遷移元素を区別できる
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同族元素の性質が似る理由を電子配置から説明できる
前提知識
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原子番号
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電子配置
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価電子
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元素記号
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周期表の基本
1
周期律とは
周期律とは、元素を原子番号の順に並べると、元素の性質が周期的に変化するという法則です。
原子番号が増えると、陽子数と電子数が増えていきます。
電子は電子殻や軌道に規則的に入っていくため、価電子数や電子配置が周期的に似た形になります。
その結果、元素の化学的性質も周期的に似たものが現れます。
周期表は、この周期律を見やすく整理した表です。
確認ポイント
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周期律が元素の性質の周期的変化を表すことを説明できる
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周期表が周期律をもとに作られていることを理解できる
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2
周期表の基本
周期表では、元素が基本的に原子番号の順に並んでいます。
横の行を周期、縦の列を族といいます。
同じ周期の元素は、使っている電子殻の数が同じです。
同じ族の代表元素は、価電子数が同じで、化学的性質が似ています。
周期表を見ると、元素の性質をある程度予想できます。
周期表の見方
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用語
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意味
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関係するもの
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周期
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周期表の横の行
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電子殻の数
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族
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周期表の縦の列
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価電子数・性質
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原子番号
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陽子数を表す番号
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元素の並び順
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価電子
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最外殻の電子
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反応性・結合
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確認ポイント
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周期が横の行、族が縦の列であることを説明できる
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周期と電子殻数、族と価電子数の関係を理解できる
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3
周期
周期表の横の行を周期といいます。
同じ周期にある元素は、電子が入っている電子殻の数が同じです。
たとえば、第2周期のLi、Be、B、C、N、O、F、Neは、K殻とL殻を使っています。
第3周期のNaからArまでは、K殻、L殻、M殻を使っています。
周期が下に行くほど、電子殻の数が増え、原子のサイズも大きくなりやすいです。
周期と電子殻
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周期
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使う電子殻
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例
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第1周期
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K殻
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H, He
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第2周期
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K殻・L殻
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Li〜Ne
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第3周期
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K殻・L殻・M殻
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Na〜Ar
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第4周期
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K殻〜N殻
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K〜Kr
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確認ポイント
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周期が電子殻の数と関係することを説明できる
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第2周期・第3周期の代表元素を答えられる
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4
族
周期表の縦の列を族といいます。
代表元素では、同じ族の元素は価電子数が同じです。
そのため、同族元素は似た化学的性質を示します。
たとえば、1族のLi、Na、Kは価電子が1個で、陽イオンになりやすい性質があります。
17族のF、Cl、Br、Iは価電子が7個で、電子を1個受け取って陰イオンになりやすいです。
代表的な族
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族
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名称
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価電子数の目安
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特徴
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1族
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アルカリ金属
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1個
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1価の陽イオンになりやすい
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2族
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アルカリ土類金属
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2個
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2価の陽イオンになりやすい
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17族
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ハロゲン
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7個
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1価の陰イオンになりやすい
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18族
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希ガス
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閉殻
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反応しにくい
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確認ポイント
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族が縦の列であることを説明できる
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同族元素の性質が似る理由を価電子数から説明できる
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1族、17族、18族の特徴を答えられる
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5
代表元素と遷移元素
周期表の元素は、大きく代表元素と遷移元素に分けて考えることがあります。
代表元素は、主に1族、2族、13族から18族にある元素です。
代表元素では、価電子数と族の関係が比較的分かりやすいです。
遷移元素は、主に3族から12族にある金属元素です。
遷移元素では、d軌道の電子が性質に関係し、複数の酸化数をとるものや、有色のイオンを作るものがあります。
代表元素と遷移元素
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分類
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位置
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特徴
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代表元素
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1, 2, 13〜18族
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価電子数と族の関係が分かりやすい
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遷移元素
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3〜12族
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d軌道の電子が性質に関係する
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遷移元素
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周期表の中央部
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金属元素が多い
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代表元素
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周期表の左右
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典型元素とも呼ばれる
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確認ポイント
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代表元素と遷移元素を区別できる
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遷移元素でd軌道が重要になることを理解できる
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6
同族元素の性質が似る理由
同じ族の代表元素は、価電子数が同じです。
化学反応では、主に価電子が関係します。
そのため、価電子数が同じ元素どうしは、似たイオンを作ったり、似た化合物を作ったりします。
たとえば、NaとKはどちらも1族で、電子を1個失って1価の陽イオンになりやすいです。
FとClはどちらも17族で、電子を1個受け取って1価の陰イオンになりやすいです。
同族元素の例
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族
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元素
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共通点
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1族
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Li, Na, K
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1価の陽イオンになりやすい
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2族
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Mg, Ca, Ba
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2価の陽イオンになりやすい
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17族
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F, Cl, Br, I
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1価の陰イオンになりやすい
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18族
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He, Ne, Ar
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反応しにくい
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確認ポイント
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同族元素の性質が似る理由を価電子から説明できる
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1族や17族のイオンのでき方を説明できる
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7
周期表と電子配置
周期表の形は、電子配置と深く関係しています。
1族や2族では、最外殻のs軌道に電子が入っています。
13族から18族では、最外殻のp軌道に電子が入っていきます。
遷移元素では、d軌道に電子が入ることが重要です。
つまり、周期表は電子が軌道へ入る順番を反映した表として見ることもできます。
周期表と軌道の関係
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領域
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主に関係する軌道
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例
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1〜2族
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s軌道
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Na, Mg
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13〜18族
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p軌道
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C, O, Cl
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3〜12族
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d軌道
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Fe, Cu, Zn
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ランタノイド・アクチノイド
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f軌道
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Ce, Uなど
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確認ポイント
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周期表と電子配置が関係することを説明できる
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sブロック、pブロック、dブロックの大まかな位置を理解できる
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8
周期律と周期表の例題
周期表の問題では、周期、族、価電子数、代表元素・遷移元素、同族元素の性質がよく問われます。
周期表は暗記表としてだけでなく、電子配置の規則が見える表として使うと理解しやすいです。
例題：周期表の横の行を何というか。
答え：周期
周期表の横の行を周期、縦の列を族といいます。
例題：周期表の縦の列を何というか。
答え：族
同じ族の代表元素は価電子数が同じで、性質が似ます。
例題：1族元素が1価の陽イオンになりやすい理由を説明しなさい。
答え：価電子が1個で、それを失うと安定な電子配置に近づくから。
NaやKは電子を1個失ってNa⁺やK⁺になりやすいです。
例題：17族元素が1価の陰イオンになりやすい理由を説明しなさい。
答え：価電子が7個で、電子を1個受け取ると安定な電子配置に近づくから。
FやClは電子を1個受け取ってF⁻やCl⁻になりやすいです。
確認ポイント
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周期・族の意味を答えられる
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同族元素の性質を価電子から説明できる
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周期表と電子配置を関連づけられる
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