非金属元素

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独立済項目

• 炭素
• 酸素
• 硫黄
• ハロゲン（17族）
• 希ガス類（18族）
• 半金属

水素

1. 宇宙に最も多く存在する元素。
   • 太陽を含む全ての恒星において、核融合反応の燃料。
   • 木星の中では液体金属化しているらしい。
   • 人間にとっては酸素との化合物の方が身近か?
2. 化学燃料として燃焼させても水になるだけなので、地球温暖化防止の次世代燃料として注目されている。
   • しかし、現状では水素を製造する際に二酸化炭素が発生してしまうらしい。
   • 2015年は水素社会元年らしい。水素自動車の価格は、補助金込みでも400～500万程度。まだ大衆の道具とは言える段階ではない。
   • あとあまり水素を排出し過ぎると、温室効果ガスのメタンを長生きさせるので結局地球温暖化は避けられない。
3. 空気よりも軽いため、昔は飛行船にも詰められていた。
   • しかし、ヒンデンブルク号の事故以来、ヘリウムに変更された。
     • しかし、現在は事故原因は水素ではなくアルミニウムだとされている。
     • そもそも事故の時点で飛行船はヘリウムが主流だったけどアメリカがドイツに売ってくれなかったのでやむをえず水素を使ってしまったという。
   • 同様の理由のため、土壌中の含有量(クラーク数)が低い。ちなみに多いのはケイ素、酸素あたり。
4. 鶴田謙二の画集。
5. H。
6. 溶接の敵。（水素が入り込む事により溶接部が脆くなる「水素脆化」の元凶）
   • ステンレス鋼が主な被害者。
7. CV：豊崎愛生
8. 水にほとんど溶解しない割に水に溶かしたものが商品として売り出されている。
   • 半導体や液晶の洗浄に使われる。
9. イオンとしては陽イオンが有名だが、実は陰イオンも存在する。
   • なるにはなるが、陰イオンは電子反発が強いので陽性が極端に強いアルカリ金属の一部と化合物を作るときにしかならない。ちなみに、原子が電子を受け取るとき、エネルギーを放出することが一般的なのに対し、この場合だけエネルギーを与える必要がある。
   • どちらに転んでも安定電子配置になるのに陽イオンにもなりにくい。原子核の強い電荷で電子をつなぎとめているため。
10. 水にはほとんど溶けない。従って「水素水」はただの水(未開封のものに限り水素がボトルに詰まっているが)。体の中の「活性酸素」とやらを消滅させることなどできない。「あぁ～水素の音～!!」というが、その時水素は抜けてしまった。
    • 水素水の元ネタは日本医科大学の研究チームがNature Medicine誌に投稿したものらしいが、あくまでほんの少し溶けて電離する程度なので、「活性酸素」に立ち向かっても多勢に無勢。
    • 半導体や液晶の洗浄ではかなり役に立つ。
11. 別名「軽水素」。下の重水素と区別するために用いられる。同様に普通の水は「軽水」と呼ばれる。
    • プロチウムとも言われる。
12. 光が直進できるようになったのは、バラバラだった陽子と電子が結合し、水素が出来たから。これを宇宙の晴れ上がりという。
13. 定義上は炭素さえ含まれていれば有機物になる(一部例外あり)が、多くの有機物には水素が含まれている。
    • 中学校の教科書には「有機物には炭素と水素が含まれている」と言い切っているものもある。

重水素

1. 下の三重水素はカタカナ名が浸透しているが、こちらは何故かデューテリウム(D)とはあまり呼ばれず、漢字名が普通。
   • トリチウムが特殊なだけかと。
2. 核融合燃料の他、重水(D2O)として減速剤などにも使われる。
3. 既存の医薬品の水素をこれで置換することで新薬扱いになることもあるらしい。
4. 重水中では魚類は生きられないらしい。
   • 藻類やバクテリアだけは生きられる。
5. 普通の水(軽水)や水素を解離しやすい物質と混ぜると、重水素原子と相手の軽水素を交換する効果がある。これを利用して、水素を解離しやすい部分が存在するか調べることができる。
   • ヒドロキシ基やカルボキシル基など。その部分を重水素で置換すると¹H-NMRのシグナルが消滅するため特定が可能。
6. 軽水素より重いので動きづらい。そこで軽水と重水の混合物を電気分解すると重水が濃縮される。
   • あと重水をちょっと飲む分には良いが、飲み過ぎると危険。

トリチウム

1. トリウムと名前が似ているが別もの。三重水素（中性子が2個くっついた水素）のこと。
2. 核融合の燃料として有望。
   • そこらじゅうにあるので高い燃料を輸入する必要が無いし、「灰」がヘリウムくらいしか出ないので核分裂よりずっと安全。早く実用化しないものか。
3. 原発を廃炉する際その汚染水の海洋放出に当たり紛糾している原因。確かに濃度は極めて低く問題はないのだが、「飲める」だの発言されたり漁業関係者への風評被害を考えると両手を挙げて賛成もしづらい。
4. これと酸素が化合したトリチウム水(HTO)は水の一部として含まれているらしい。
   • 放射性夜光塗料にも使われる。

関連項目

• 水

窒素

1. 空気の中の約8割。
   • 空気は酸素が約2割あるので、窒素と空気を同じ体積で比べると空気の方が重くなる。
2. 窒素分子自体は安全だが、酸素や水素と結合すると異様に危険な物質に変化する。
   • HNO3で硝酸、NH3でアンモニア、-NO2はニトロ基。
   • 炭素と結合すると、とんでもなく危険な物質に……（-CNで青酸に）。
   • CH₄N₂Oの水溶液は×××××的な意味で危険。
   • 窒素分子の三重結合がとても強いが、これを切ることができれば反応性が高くなるため。
   • 金属酸化物を作りたいなら酸素、水素化物を作ったり還元したいなら水素でよいが、金属化合物と窒素は混ぜても何にもならない。せいぜい他の物質と反応するのを防ぐ程度で、それもアルゴンの方がよく使われていたりする。
3. 生体に非常に重要な元素。
   • アミノ酸に入っている。
     • そもそもアミノ基に入っているので、入っていないわけが無い。
     • なので、アミノ酸が結合したたんぱく質にも勿論入っている。
   • 核酸にも入っている。
   • マメ科植物が重要な役割を果たす。
4. 和名の語源は「窒息」から。何とも恐ろしい。
   • 窒素で満たした壜の中にネズミを暫く入れてたら死んだから。そりゃあ酸素無いからな。
   • 苦しいというよりかは意識がぼやけ、のちに失神する感じらしい。最近スイスで安楽死が流行っているそうだが、それを行うための機械もこれを用いているとか。
5. 植物の成長には必要…だが、与えすぎも良くない。
6. 食品とか清涼飲料水とかの保存を効かすために入れられている「不活性ガス」の正体。
   • 他には希ガスもこれに使われる。
7. 液化させるととっても冷たい。
   • 理系学生の遊び道具実験材料。
   • ものすごく冷やさないと液化しないというべきだが。
   • くれぐれも、冷たいからと液体窒素で涼を取ろうとしないように。事故例あり。
   • また、逆に気化すると体積が大きく膨らむ。これを利用して、埃のある所に液体窒素を撒くと埃が飛んでいく。うまくできれば掃除が楽(換気をよくして)。
   • 窒息の危険があるため、液体窒素をエレベーターで運ぶときは人を載せない。また、立ち入り禁止の札をかけておく。
     • また、密閉するとガスが発生し圧力に耐えきれず爆破するので、これも危険。
8. 体積変化が小さいのかゴムを通り抜けにくいのか、タイヤによく入れるのを勧められる。
   • 化学変化を起こしにくいのでゴムが劣化しにくいのではなかろうか？
   • 確かに抜けにくいのだが、絶対に抜けないわけではなく、しばらくすると抜ける。　そこで問題が発生することになる。　そう、窒素補充可能な店は少ないのだ。
9. 水俣病の原因物質と勘違いされている方もいらっしゃるようで。
10. CV：阿澄佳奈
11. 酸化数は-3から+5までいろいろあるが、窒素酸化物のアンモニウム塩は自分の中で酸化還元反応を起こす。
    • 例えば硝酸アンモニウムは一酸化二窒素に、亜硝酸アンモニウムに至っては水と窒素に分解する。
12. 爆薬に窒素が含まれているのは、窒素分子は結合エネルギーが大きい=反応エネルギーつまり破壊力が大きいためである。
13. 窒素分子は結合エネルギーが大きいため、簡単には反応しない。
    • しかし、雷が落ちると反応するよう。落雷地点でアンモニウム塩が発生していたため。
    • また、触媒を用い高温高圧にすればアンモニアになる。これはそこそこ反応する。酸化させると硝酸の素になる。
    • 逆に気体の窒素ができる反応は大きなエネルギーが発生する。窒素が含まれる爆薬が多いのはこのためである。
14. 土壌中では微生物により窒素分子を簡単に切っている(窒素固定化)。そのあと、この窒素は酸化数を色々変えながらサイクルを回す。
15. ソ連がこれを使った爆弾を開発したという噂が流れたが、デマだった。実在していたら原子爆弾を上回る威力。

硝酸

1. 王水の構成要素の一つ。
   • 硝酸には溶ける銀は、意外なことにそれより強いはずの王水には溶けないらしい。
2. 硝酸銀と言えば写真の感光剤。
3. 小学校で言うと下学年かつ中学年の人のこと。
4. 賞賛は浴びてもいいが、これは浴びたら危険である。
5. 爆薬や狭心症の薬の原料。
   • 発生する一酸化窒素が血管を広げるためだそう。
6. これを銅に加えたときの反応式は係数が煩雑で覚えづらい。
   • なぜか希硝酸のときと濃硝酸のときでは反応が違う。希硝酸+銅では一酸化窒素が、濃硝酸+銅では二酸化窒素が発生する。
     • このときの液色も異なる。前者は水色、後者は濃い緑色。
   • さらに、反応そのものも他の酸と違う。塩酸や(薄い)硫酸は強酸性(水素イオンを還元するだけ)だが、これは酸化反応(硝酸イオンも還元される)。
7. 光に弱い。

リン

1. 家庭菜園などをやっている人は窒素やカリウムとともに化学肥料とかで名前は聞く。
   • 生体に必須な元素であるものの、地球に存在する量が比較的限られているため、リンの存在量が、地球のバイオマスの限界量を決定すると言われている。
2. 火を点けるマッチにも使われていることが多い。
   • この元素名を漢字で書けば「燐」。マッチは漢字で「燐寸」なので納得がいく。
   • 赤リンが原料である。
     • 昔は黄リンも使われたが、健康被害が出た。
3. 海鳥の×××××からも採れるらしい。
   • 昔、ナウルがこれの採掘で大もうけしていたんだとか。
     • しかし、資源が枯渇した今では･･･お察しください。
4. 赤リン(P)と黄リン(P₄)に分かれている。
   • 後者は自然発火性のため水に浸して冷暗所で保管する。この状態でも酸素を吹き込めば発火する。ちなみに、これに限り自然発火性物質であるものの禁水性ではない。危険物取扱者甲種及び乙種3類でよく出ます。
   • 紫リンと黒リンもある。
   • 黄リンは白リンとも呼ばれる。
   • 赤・黄のリンはあるが青のリンはない。血迷ってテストで渋谷凛と書かないように。
5. 燃やしてできた酸化物を水溶するとリン酸になる。
6. 赤潮の原因。
7. 東方に登場する火車。

セレン

1. あまりなじみはないが、実は人体の必須元素らしい。
   • 取り過ぎも危険。
2. 整流器など半導体素子の他、コピー機の感光体にも使われている。もっとも最近は有機感光体に押され気味だが。
3. なんと、日本が主要産出国らしい。
   • 最近中国に負けた。
4. 近頃はやりのセレンディピティとは関係ない。
5. 日本セレン株式会社という企業が存在する。
6. 月の妖精
   • 周期表で地球(ラテン語)の上にあるから。
7. 硫黄と似ているらしい。

1	元　　　素　　　周　　　期　　　表																18
H	2											13	14	15	16	17	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*1	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	*2	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
*1 ランタノイド：			La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
*2 アクチノイド：			Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr