元素周期表の族(グループ)をわかりやすく解説

周期表の縦の列、つまり「族」は、横の「周期」よりもずっと多くの情報――その元素がどう振る舞うか――を教えてくれる。

第1族:アルカリ金属

リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム。いずれも最外殻電子を1個だけ持ち、それを手放しやすいため非常に反応性が高い――特に水と激しく反応し、自然界では単体として存在しない。

第2族:アルカリ土類金属

ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム。最外殻電子を2個持ち、反応性はあるものの第1族よりは明らかに穏やか――カルシウムとマグネシウムはどちらも人体に不可欠なミネラルだ。

第3族〜第12族:遷移金属

周期表中央の幅広いブロックで、鉄、銅、銀、金、亜鉛などが含まれる。総じて硬く電気を通しやすいうえ、複数の酸化状態をとれるため、色鮮やかな化合物を作りやすいのもこのグループの特徴だ。

第17族:ハロゲン

フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチン。最外殻電子があと1個で満たされる状態のため反応性が非常に高い非金属で、金属と結びつくと容易に塩(えん)を作る――食卓塩はハロゲン(塩素)とアルカリ金属(ナトリウム)が結合したものだ。

第18族:希ガス

ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン。最外殻電子がすでに満たされているため他とほとんど反応せず、分子を作らず単原子のまま安定して存在する。

ランタノイドとアクチノイド

この2つの列は、周期表全体が横に広くなりすぎないよう、通常は表の下に切り離して配置されている。ランタノイドには電子機器に使われるレアアースが、アクチノイドにはウランなどの放射性元素が含まれる。

族と周期の違い

「族」は縦の列で、同じ族の元素は最外殻電子の数が同じため化学的な性質もよく似ている。「周期」は横の行で、そこを右に進むほど最外殻が電子で徐々に満たされていく――だからこそ、性質の変化は縦方向よりも横方向のほうが急激になる。

そもそもなぜこの並びなのか

周期表は原子番号(陽子の数)の順に並んでいるが、その形が生まれた理由は、原子番号が増えるにつれて化学的性質が一定のパターンで繰り返し現れるからだ。「周期表」という名前そのものが示す通り、元素がどの列に入るかを決めているのは原子番号そのものではなく、この「繰り返し」なのだ。

よくある質問

ランタノイドとアクチノイドだけ表から切り離して表示されているのはなぜ?

単にレイアウト上の都合による。もし本来の位置(周期表内)にそのまま配置すると、表全体の横幅がほぼ2倍必要になってしまう。化学的にはそれぞれ特定の周期に属しており、別枠の行はあくまで省スペースのための慣習であって、化学的な区分ではない。

どの族が金属で、どの族が非金属?

周期表の大部分は金属で、左側から中央にかけて集中している。非金属はハロゲンや希ガスを含め右上側に集まっており、その間には金属と非金属の中間的な性質を持つ「半金属」が斜めの帯状に位置している。