|
|
最終更新日：2019年7月11日
| 全般 | 原子 | 量 | その他 |
|
リンク｜ 元素発見年｜ |
原子｜ |
元素存在度｜ 元素の起源｜ |
地球化学的分類｜
元素戦略｜ |
|
元素（Element）の一般的な性質（General
Property）を集めている。 物質（Substance、Matter）を理解するためには元素について理解しておく必要がある。 原子番号1番の水素（Hydrogen）から92番のウラニウム（Uranium）まで〔94番のプルトニウム（Plutonium）までとする研究者もいる〕が、天然に存在する。ただし、43番のテクネチウム（Technetium）および84番のポロニウム（Polonium）以上の9元素は放射性元素（Radioactive Element）（放射性同位体、Radioactive Isotope、Radioisotope、ラジオアイソトープ、放射性核種、Radionuclide）であるので、安定元素に限れば合計82種類となる。 ウラニウムより重い元素（原子番号が大きい元素）は基本的に人工元素（人工放射性元素：Synthetic Element）である。 個別には『元素一覧』のページを参照。 |
|
|
||||||
| 全般 | 天然固体 | 天然液体 | 天然気体 | 人工 |
|
その他 |
|
|
|
|
|||
| リンク |
| 全般 | 原子 | 量 | その他 |
|
元素｜ 周期表｜ |
原子｜ 核種（同位体も）｜ 電子｜電子軌道｜ |
元素存在度｜ オッド‐ハーキンスの法則｜ 元素の起源｜ |
イオン｜ 動画｜ 元素戦略｜ その他 |
|
（1）予言者～元素と周期表～（2004年度） （2）光をもたらすもの～錬金術と元素～（2004年度） （3）炎の正体～酸素～（2004年度） （4）元素を照らす光～電気分解～（2004年度） （5）塩を生むもの～ハロゲン～（2004年度） （6）永遠の元素～金～（2004年度） （7）遅れてきた怠け者～希ガス～（2004年度） （8）結ばれし金属群～遷移元素～（2004年度） （9）生と死の元素～窒素～（2004年度） （10）電気の缶詰～アルミニウム～（2004年度） （11）宇宙の元素～水素～（2004年度） （12）生命の元素～炭素～（2004年度） （13）賢者の石～ケイ素～（2006年度） （14）悪霊の元素～コバルト・ニッケル～（2006年度） （15）炎と光の分析～セシウム～（2006年度） （16）万年筆と恐竜～イリジウムと白金族～（2006年度） （17）あやかしの元素たち～ランタノイド～（2006年度） （18）金属の王～鉄～（2006年度） （19）輝きはいつか消える～銀～（2006年度） （20）キプロスのあかがね～銅～（2007年度） （21）流転する白～カルシウム～（2007年度） （22）ギリシアの火～硫黄～（2007年度） （23）優れし新参者～チタン～（2007年度） （24）新世紀の輝石～リチウム～（2007年度） （25）神秘のみずがね～水銀～（2007年度） （26）重きあおがね～鉛～（2007年度） （27）万物の根源～水～（2008年度） （28）混沌という名の物質～二酸化炭素（2008年度） （29）別れてから輝きを増すもの～塩化ナトリウム～（2008年度） （30）命の水～アルコール～（2008年度） （31）美しさに秘めた可能性～ガラス～（2008年度） （32）最も身近な劇薬～硫酸～（2008年度） |
|
（1）陰極線（2001年度） （2）電子の電荷と質量 １（2001年度） （3）電子の電荷と質量 ２（2001年度） （4）放射線の性質（2001年度） （5）原子の構造（2001年度） （6）質量数と同位体（2001年度） （7）放射線の種類と性質（2001年度） （8）半減期 １（2001年度） （9）半減期 ２（2001年度） （10）光の粒子性（2001年度） （11）コンプトン効果（2001年度） （12）電子の波動性（2001年度） （13）水素原子のスペクトル（2001年度） （14）ボーアの理論 １（2001年度） （15）ボーアの理論 2（2001年度） （16）Ｘ線 １（2001年度） （17）Ｘ線 ２（2001年度） （18）質量とエネルギーの等価性（2001年度） （19）核力（2001年度） （20）核分裂（2001年度） （21）核融合（2002年度） （22）素粒子（2002年度） （23）素粒子の性質（2002年度） （24）放射能と放射線 １（2002年度） （25）放射能と放射線 ２（2002年度） （26）放射線の利用（2002年度） （27）加速器（2002年度） （28）エンリコ・フェルミ（2002年度） （29）キュリー夫妻（2002年度） （30）原子力発電①（2002年度） （31）原子力発電②（2002年度） （32）原子力発電③（2002年度） （33）アーネスト･ラザフォード（2002年度） |
【オッド‐ハーキンスの法則】（Oddo-Harkins rule）
| 元素発見年 |
右端欄の数字は原子番号。常温で気体は赤字、ランタノイドは背景色緑色、アクチノイドは背景色青色。 ウィキペディア（HP/2014/1）による『化学元素発見の年表』から |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 原子 |
|
|
|
|
|
| 陽子（proton） | １＋ | 1.67262×10-24 |
|
| 中性子（neutron） | ０ | 1.6749×10-24 |
|
| 電子（electron） | １－ | 9.1093826×10-31 |
|
| 殻 | 主量子数n | 電子数2n2 |
| K | 1 | 2 |
| L | 2 | 8 |
| M | 3 | 18 |
| N | 4 | 32 |
| O | 5 | 50 |
| P | 6 | 72 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ウィキペディア（HP）による『電子配置』から | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 s軌道の角度依存 |
 p軌道の角度依存 赤は正、青は負の符号を示している。 |
 3d軌道の角度依存 色は波動関数の符号に対応している。赤は正、青は負。 |
| ウィキペディア（HP）による『s軌道』から | ウィキペディア（HP）による『p軌道』から | ウィキペディア（HP）による『d軌道』から |
| 元素存在度 |
/Image1063.gif) Abundance (atom fraction) of the chemical elements in Earth's upper continental crust as a function of atomic number. The rarest elements in the crust (shown in yellow) are not the heaviest, but are rather the siderophile (iron-loving) elements in the Goldschmidt classification of elements. These have been depleted by being relocated deeper into the Earth's core. Their abundance in meteoroid materials is relatively higher. Additionally, tellurium and selenium have been depleted from the crust due to formation of volatile hydrides. Wikipedia（HP/2011/10）による『Goldschmidt classification』から |
/Image520.gif) [ 図2 ] 太陽系の元素存在度 |
/Image521.gif) [ 図3 ] 太陽と隕石の元素存在度の比較 |
| 東京大学理学部地球惑星物理学科（HP/2011/5）による『原始太陽系星雲』から | |
 〔地質調査総合センターの太田充恒氏による『希土類元素って？』の『希土類元素の地球科学』の『第１回 Oddo-Harkins （オド-ハーキンス）の法則』から〕 Oddo-Harkins （オド-ハーキンス）の法則＝偶数の原子番号をもつ元素の存在率は、その前後の奇数の原子番号の元素の存在率よりも大きい。 |
  〔東邦大学理学部の高橋 正氏のホームページの中の『周期表・元素存在度の図表』から〕 |
| 元素の起源 |
/Image1345.gif) |
/Image1346.gif) 宇宙における元素の組成（太陽系） 杉本、村岡 原子核物理学（共立出版） |
|
・Big BangではH,Heが主として生成され、それ以外ではほんの少量のLiだけ生成された。（A=5,8のＧＡＰ） ・Cより重い元素---鉄までは通常の恒星の進化の過程(荷電粒子の捕獲反応） ・Feより重い元素------ 中性子捕獲反応 s-process(slow process) r-process (rapid process) ・天体でおこる原子核反応は実は“超低エネルギー核反応”である →発熱反応が主体 |
/Image1347.gif) 宇宙のはじまり：ビックバン（宇宙の最初におこった大爆発） |
| 中村（HP/2014/12）による『元素の起源－宇宙の進化と原子核物理』から | |
|
星内元素合成 ８ つのプロセスを提案 ・Hydrogen burning ・Helium burning ・α process (α捕獲による Ne, Mg生成。現在では起こらないと考えられている) ・e process ・s process ・r process ・p process ・x process (Big Bang Nucleosynthesis) |
宇宙初期の元素合成のまとめ ・BBNは、D, 3He, 4He, 7Li のprimordial abundance を良く再現している。 ・見かけの食い違いは、観測のばらつき (D)、解析における系統的な誤差 (4He)、および unknown astrophysical process (7Li) によるものと考えられる。 ・BBNの約４０万年後を示すCMBから決まる宇宙パラメータΩBはBBNから得られる値とよく一致する。 ・CMBのほうが精度よくΩBを決められるので、今後はその値を用いたBBNでprimordial abundanceを決め、その後のchemical evolutionを議論する方向に進むだろう。 ・non-standard BBNも、standard BBNが正しいとして、non-standard parameter に制限を与えることを目指すだろう。 －lepton asymmetry, extra relativistic particles, inhomogeneous BBN, neutrino oscillations, etc. |
|
重元素合成のまとめ ・太陽組成に占める s-過程と r-過程の生成物割合はおおよそ半分ずつ。p-過程元素はわずか。 ・s-過程では、生成天体、核反応率は比較的良く知られているが、物理過程 （主に物質混合と星の構造モデル）に不定性がある。 ・r-過程では 生成天体 がわからないのが最大の問題。 －超鉄欠乏星（UMP star）観測からの示唆。 －SNR の観測。 －不安定核ビームによる nuclear physics の進展。 －天体シミュレーション (e.g. SN) の進歩。 ・p-過程は、観測、実験ともに困難。 －太陽近傍組成の説明が中心。 |
まとめ ・50年近く経た後もB2FH の枠組みは基本的に変わっていない。 ・軽元素、鉄族までの元素、重元素の起源の定性的な理解はできている。 ・程度の差はあるが、銀河の進化の文脈中で元素合成の研究は進んでいくだろう。 |
| 宮路（2007/2）による『元素の起源』から | |
| 地球化学的分類 |
/Image1064.gif) Goldschmidt classification in the Periodic Table Wiklipedia（HP/2011/10）による『Goldschmidt classification』から ・lithophile (rock-loving)、親石元素 |
梶原・正路（1997）による〔『エネルギー・資源ハンドブック』（1013-1015p）から〕 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 元素戦略 |
|
|
|||||||||||||||||||||
| 宮下 哲による『資源問題をサイエンスで解決する！～日本発の研究コンセプト「元素戦略」とは～』（2018/8/15）から | ||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 玉尾皓平による『「元素戦略」の意義、これまでの取組、成果と今後』（2018/4/11）から | |
|
|
|
|
|
|
| 中山智弘による『「元素戦略」に関するわが国の取り組み』（2014/4/21）から | |
