Sブロック元素とは：周期表での定義と性質、アルカリ金属・アルカリ土類金属

s-ブロックは、周期表の4つの元素のブロックのうちの1つである。s-群の元素には共通の性質がある。最も外側にある電子殻の電子がs軌道に入っているのだ。s-グループの元素は、周期表の第1～2グループに属しています。第1グループの元素はアルカリ金属と呼ばれています。第2グループの元素はアルカリ土類金属と呼ばれています。

現代の周期律では、"元素の性質は原子番号の周期関数である "とされています。これは、元素の原子番号が大きくなるにつれて、元素のある性質が繰り返されることを意味しています。この繰り返しの性質を利用して、元素は4つのSに分けられています。

s-ブロック元素の基本的特徴

電子配置：外殻電子がs軌道に入り、一般式は ns1（第1族：アルカリ金属）または ns2（第2族：アルカリ土類金属）となる。
酸化数：典型的には第1族が +1、第2族が +2 の酸化数をとる。
イオン化エネルギーが低い：電子を放出しやすく、陽イオン（カチオン）になりやすい。したがって化合物では多くがイオン性を示す。
金属的性質：導電性・延性・光沢を示すものが多い。アルカリ金属は特に柔らかく切断できるものもある。
化学的活性：比較的反応性が高く、水や酸素と容易に反応するものが多い（ただし元素によって差がある）。
周期的傾向：同じ族で上から下に行くほど原子半径は大きくなり、イオン化エネルギーや電気陰性度は小さくなる。

例外と特記事項

水素（H）：電子配置は1s1でs-ブロックに属するが、非金属としての性質（共有結合を作る、プロトンを与えるなど）や孤立的な振る舞いから、しばしば特別扱いされる。
ヘリウム（He）：電子配置は1s2でs軌道が満たされるためs-ブロックに分類できるが、化学的性質（不活性）から通常は希ガス（第18族）として周期表上に置かれることが多い。

アルカリ金属（第1族）の性質と代表的反応

代表元素：リチウム（Li）、ナトリウム（Na）、カリウム（K）、ルビジウム、セシウム、フランシウム。
物理的性質：非常に柔らかく、密度が小さいものが多い（Liを除き水よりも軽いものがある）。
化学的性質：水と激しく反応して水酸化物と水素を生じる。反応の激しさは下に行くほど増す。
例：2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
用途：NaCl（塩）や金属ナトリウム、NaOHの工業利用、Liは二次電池（リチウムイオン電池）に重要。
取扱い：空気や水と反応するため、油中保存や不活性雰囲気下での取り扱いが必要。

アルカリ土類金属（第2族）の性質と代表的反応

代表元素：ベリリウム（Be）、マグネシウム（Mg）、カルシウム（Ca）、ストロンチウム、バリウム、ラジウム。
物理的性質：アルカリ金属より硬く、融点・密度は高め。
化学的性質：通常 +2 の酸化数で化合物を作る。アルカリ金属より反応性は小さいが、下に行くほど反応性は増す。ベリリウムは例外的に不溶性で反応が異なる面がある。
例：Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑（ただし常温では反応が緩やか）
用途：Mgは軽合金や耐火材料、合金添加元素、Caは建設材料（石灰石由来）や生体内の重要元素。

周期性（傾向）のまとめ

族内で上から下へ：原子半径↑、イオン化エネルギー↓、反応性↑（一般に）。
周期内で左から右へ：金属性は減少し陽性が弱くなる（sブロックは周期の左側に位置する）。
化合物は多くがイオン性を示し、アルカリ金属は塩を作りやすく、アルカリ土類金属は酸化物や水酸化物を形成して強塩基性を示すことが多い。

安全性と環境

アルカリ金属は空気中や水と暴露すると激しく反応するため、適切な保管（油中、不活性ガス雰囲気）が必要。
水素発生や高温での燃焼に伴う火災・爆発の危険があるため、実験では少量で慎重に扱うこと。
アルカリ土類金属も粉末や薄片は反応性が高く取り扱い注意。ベリリウム化合物は特に毒性が強い。

以上がs-ブロック元素（第1・第2族）に関する基本的な定義と性質、代表的な化学的振る舞い、応用・注意点の概観である。必要であれば、個別元素（Li, Na, K, Mg, Caなど）の詳細な物性や化合物についても追記します。

s-元素の特性

s-元素はすべて金属である（水素を除く）。一般に、金属は光沢があり、銀色で、熱や電気の伝導性が高い。価電子を失うのも簡単です。実際、s-元素はトレードマークであるs軌道の価電子を簡単に失うため、周期表の中でも最も反応性の高い元素の1つとなっています。

アルカリ金属（水素を除く）と総称されるグループ1の元素は、常に1個の価電子を失って＋1個のイオンになる。これらの金属の特徴は、銀色で非常に柔らかく、密度があまり高くなく、融点が低いことです。これらの金属は、水や酸素とも非常に活発に反応し、エネルギーや可燃性の水素ガスを発生させます。これらの金属は、不必要な反応や最悪の場合、爆発の可能性を減らすために、ミネラルオイルで保管されている。

アルカリ土類金属と呼ばれるグループ2の元素（ヘリウムを除く）は、常に2個の価電子を失って＋2のイオンになる。アルカリ金属と同様に、アルカリ土類金属も銀色で光沢があり、比較的柔らかい。また、この欄の元素の中には、水との反応が激しいものもあり、保管には注意が必要です。

S-元素は、花火の材料として有名である。カリウム、ストロンチウム、バリウムのイオン形態は、鮮やかな紫、赤、緑として花火に登場します。

フランシウムは、地球上の自然界に存在する元素の中で最も希少なものと考えられている。地球上には30gのフランシウムしか存在しないと言われている。フランシウムは非常に不安定な原子核を持っており、急速に核崩壊を起こします。

アルカリ金属の化学的性質

1.アルカリ金属は、乾燥した水素と反応して水素化物を形成する。

a.これらの水素化物はイオン性である。

b.これらのアルカリ金属の水素化物は、水と反応して対応する水酸化物と水素ガスを生成する。

LiH + H O2 ≒ LiOH + H ${\ce {LiH + H2O -> LiOH + H2}}$

c.これらの水素化物は強い還元剤であり、その還元性はグループの下に行くほど高くなる。

d.アルカリ金属は、良好な還元剤で ${\ce {LiAlH4}}$ あるLiAlHのような錯体水素化物も形成する。4アルカリ金属の水素化物は水中には存在しないので、他の物質との反応はプロトン性溶媒中で行われます。

e.溶融したアルカリ金属の水素化物を電気分解すると、陽極でH₂ガスが発生する。

2.酸化物と水酸化物の形成

a.これらは最も反応性の高い金属で、表面に酸化物を形成_{2 ,}するため、空気から守るために灯油やパラフィンオイルの下で保管されます。

b.空気中（O₂）で燃焼させると、LiはLiO₂、NaはNaO₂₂、その他のアルカリ金属は過酸化物を形成します。

3.これらは純粋な金属であり、最外殻の電子を容易に失うため、反応性の高い金属であり、イオン化エネルギーも低い。

4.ベリリウムは、両性具有である。

斜めの関係

グループ	1	2	13	14
第2期	Li	ビー	B
第3期	ナ	Mg	アル	Si

第1グループの第1元素であるリチウムと第2グループの第1元素であるベリリウムは、それぞれのグループの他のメンバーとは異なる挙動を示します。彼らの挙動は、次のグループの第2元素に似ています。つまり、リチウムはマグネシウムに似ていて、ベリリウムはアルミニウムに似ています。 ^[]

周期表では、これを「対角線関係」と呼びます。対角線の関係は、イオンの大きさや元素の電荷/半径比が似ているからです。リチウムとマグネシウムが似ているのは、その大き^[]さが似ているからです。

半径、Li=152pm Mg=160pm

リチウム

リチウムは、グループ1の他の元素とは多くの異なる挙動を示します。この違いの原因は

リチウム原子とそのイオンの大きさが小さいこと。
の高い分極力（^li
₊すなわち、電荷サイズ比）。これは、その化合物の共有結合性が高まっていることを意味し、有機溶媒への溶解性の原因となっている。
他のアルカリ金属に比べてリチウムのイオン化エンタルピーが高く、電気陰性度が高いこと。
価格殻の D 軌道が不可能であること
強い金属間結合

リチウムが他のメンバーと異なる行動をとる方法のいくつかを紹介します^[]。

リチウムは、プレステージナイフで切れるほど柔らかいナトリウムやカリウムよりも硬い。
リチウムの方が融点、沸点が高い。
リチウムは酸素と結合してモノオキサイドを形成し、他のアルカリはパーオキサイドやスーパーオキサイドを形成します。
リチウムは窒素と結合して窒化物を形成するが、他のアルカリ金属は結合しない。
塩化リチウムは潮解性があり、水和物であるLiCl.2H2Oとして結晶化する。他のアルカリ金属塩化物は水和物を形成しない。

質問と回答

Q:S字ブロックとは何ですか?

A:sブロックは周期表にある4つの元素のブロックのうちの1つです。

Q:s群の元素に共通する性質は何ですか?

A:s群の元素は、最も外側にある電子殻がs軌道であるという共通した性質を持っています。

Q:s-ブロックを構成する2つのグループを教えてください。
A:1族の元素はアルカリ金属、2族の元素はアルカリ土類金属と呼ばれる。

Q:元素の性質について、現代周期律ではどうなっているか?

A:現代周期律では「元素の性質は原子番号の周期関数である」としており、原子番号が大きくなるにつれて元素の性質が繰り返されるものがあることを意味しています。

Q:元素をグループ分けするためのブロックはいくつあるのですか?

A:元素をグループに分けるためのブロックは、s-、p-、d-、f-と4つあります。

· v · t · e 周期表
レイアウト	スタンダード大型テーブルインラインFブロック垂直テキストのみ金属と非金属ブロックバリエーション第7期以降の延長大型拡張テーブル大型ワイドテーブル電子の構成電子陰性度オルタナティブジャネット・テーブル結晶構造ディスカバリー期間
による要素のリスト	名前の語源（記号）ディスカバリー豊富な量（ヒトの場合）核の安定性原子特性制作
データページ	電子の構成濃度電子の親和性溶解点沸点クリティカルポイント融合熱気化熱熱容量蒸気の圧力ポーリング電気陰性度イオン化エネルギー原子の半径電気抵抗値熱伝導率熱膨張係数音の速さ弾性特性硬度豊かさ酸化状態
グループ	1 (アルカリ金属) 2（アルカリ土類金属） 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13（ホウ素族） 14（カーボングループ） 15 (Pnictogens) 16（カルチョーゲン） 17 (ハロゲン) 18 (希ガス)
その他の要素のカテゴリー	ピリオド金属遷移金属メタロイド非金属ランタノイドアクチノイドスーパーアクチノイド希土類元素プラチナグループメタル（PGM）ポスト・トランジション・メタル耐火物金属
ブロック	S-ブロック p-block d-block f-block g-block
ピリオド	1 2 3 4 5 6 7 8
カテゴリー:周期表