金属と非金属の境界線

	1	2	…	12	13	14	15	16	17	18
	H									彼
	リチウム	ベ			ボ	ク	ン	オ	F	Ne
	Na	Mg			Al	Si	P	S	Cl	Ar
	K	Ca		亜鉛	ガリウム	ゲルマニウム	ヒ素	セレン	臭素	クリプトン
	ルビジウム	ストロンチウム		カドミウム	インジウム	スズ	アンチモン	テルル	ヨウ素	キセノン
	セシウム	バリウム		水銀	タリウム	鉛	ビスマス	リン	アット	Rn
	Fr	Ra		Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
	典型的な金属と非金属の境界線 を示す簡略化された周期表  一般的に半金属 として認識されている元素（ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル）と、一貫して半金属として認識されていない元素（ポロニウム、アスタチン）   金属と非金属の境界線（任意） : LiとH、BeとB、AlとSi、GeとAs、SbとTe、PoとAt、TsとOg

金属と非金属の境界線は、元素周期表のいくつかの表現において、様々な配置で示されています（右のミニ例を参照）。線の左下にある元素は、一般的に金属的な挙動が強まり、右上にある元素は非金属的な挙動が強まります。規則的な階段状に表すと、各族の臨界温度が最も高い元素（Li、Be、Al、Ge、Sb、Po）は、線のすぐ下に位置します。^[1]

この線の位置、ひいては有用性については議論がある。この線は、金属と非金属の性質を共有する元素である半金属類を任意に横切っている。これは、これらの元素間で金属的性質と非金属的性質の間の遷移が緩やかであるためである。

名称

この線は、両性線^[2] 、金属-非金属線^[3] 、半金属線^{[4 ]、[ 5]} 、半金属線^[6]、または階段線[2]と呼ばれてきました。^{[ n 1]}ツィントル境界^[8]、またはツィントル線^{[9] [10]}とも呼ばれていますが、これらの用語は、第13族と第14族の間に引かれる垂直線を指します。この特定の線は、 1941年にラーベスによって命名されました。 ^{[11]この線は、}第13族元素と第14族内およびその右側にある元素を区別します。前者は一般に電気陽性金属と結合して金属間化合物を形成しますが、後者は通常、塩のような化合物を形成します。^[12]

歴史

金属と非金属の境界線に関する文献は、少なくとも1869年には遡る。^[13] 1891年、ウォーカーは金属と非金属の間に斜めの直線を引いた周期表を出版した。^[14] 1906年、アレクサンダー・スミスは、非常に影響力のある^[15]教科書『一般無機化学入門』の中で、非金属元素とその他の元素をジグザグ線で区切った周期表を出版した。 ^[16] 1923年、アメリカの化学者ホレス・G・デミングは、メンデレーエフ様式の簡略版と18列の簡略版の周期表を出版した。^[17]いずれの周期表も、金属と非金属を規則的な階段状の線で区切っていた。メルク社は1928年にデミングの18列表の配布用を作成し、アメリカの学校で広く配布した。 1930年代までに、デミングの表は化学のハンドブックや百科事典に掲載されるようになり、サージェント・ウェルチ・サイエンティフィック社からも長年にわたり販売されました。^{[18] [19] [20]}

二重線バリアント

金属と非金属の境界線は、2本の境界線に置き換えられることがあります。1本の線は金属と半金属を、もう1本の線は半金属と非金属を区別します。^{[21] [22]}

懸念

メンデレーエフは、「しかしながら、金属と非金属の間に厳密な境界線を引くことは不可能であり、中間物質が多数存在する」と書いている。^{[23] [n 2] [n 3]}他のいくつかの資料は、境界線の位置に関する混乱や曖昧さを指摘している。^{[26] [27]}境界線の恣意性が示唆されている^[28]妥当性を反駁する根拠を提供している^[29]そして、境界線が誤解を招く、議論の余地がある、または近似的である^{[30] [31] [32]}デミング自身も、境界線を非常に正確に引くことはできないと指摘している。^[33]

注釈

1. サックス^[7]は境界線を「ハドリアヌスの長城のようなギザギザの線 …金属を残りのものから分離し、少数の「半金属」、半金属（ヒ素、セレン）が壁をまたいでいる」と表現した
2. メンデレーエフの観察の文脈において、グリンカ^[24]は次のように付け加えている。「元素を金属か非金属かに分類する際には、その元素の金属的性質か非金属的性質のどちらがより顕著であるかを示すだけである。」
3. メンデレーエフはテルルをそのような中間物質とみなした。「...テルルは熱と電気の伝導率が低く、この点では他の多くの物質と同様に、金属から非金属への遷移を形成する。」^[25]

引用文献

1. ホルヴァス 1973、336ページ
2. Levy 2001、p. 158
3. タレンダッシュ 2001, p. 78
4. トンプソン 1999
5. ディサルボ 2000、1800ページ
6. ホイットリー 2009
7. サックス 2001、191、194ページ
8. キング 2005, 6006ページ
9. ヘルヘンローダー＆グシュナイドナー 1988
10. デ・グラーフとマクヘンリー、2007、p. 34
11. クニープ 1996、p. xix
12. ノーデル&ミラー、1999年、p. 579
13. Hinrichs は論文の中で原子量順に並べられた周期表を掲載しているが、金属と非金属の境界線は示されていない。むしろ彼は、「… 同様の性質を持つ元素、あるいは同様の性質を持つそれらの化合物は、単純な線で区切られたグループを形成する。例えば、C、As、Teを通る線は、金属光沢を持つ元素とそうでない元素を分ける。気体元素はそれ自体で小さなグループを形成し、凝縮性塩素がその境界を形成する… 同様に、他の性質についても境界線を引くことができる」と記している。
14. ウォーカー 1891、252ページ
15. Miles & Gould 1976、444 ページ：「1906 年に出版された彼の『一般無機化学入門』は、20 世紀の最初の四半世紀におけるこの分野で最も重要な教科書の 1 つでした。」
16. スミス 1906、408、410ページ
17. デミング 1923、160、165ページ
18. アブラハム、コショウ＆フィックス、W 1994、3ページ
19. エムズリー 1985, 36ページ
20. フラック 1988、432ページ
21. ブラウン＆ホルム 2006、57ページ
22. スウェンソン 2005
23. メンデレーフ 1897, p. 23
24. グリンカ 1959年、77ページ
25. メンデレーフ 1897, p. 274
26. マケイ＆マケイ 1989、24ページ
27. ノーマン 1997、31ページ
28. ウィッテン、デイビス、ペック 2003、1140ページ
29. ローハー 2001、4～6ページ
30. ホークス 2001, p. 1686
31. コッツ、トライチェル、ウィーバー、2005 年、79–80 ページ
32. ハウスクロフト＆コンスタブル 2006年、322ページ
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参考文献

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外部リンク

• 境界線の「神話」に関するACSプレゼンテーションの要約2017年6月5日アーカイブWayback Machine