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金属きんぞく とは その1

金属きんぞく とは何かと聞かれて答えに困った経験は無いでしょうか?  板金屋さんは、 金属きんぞくあつか う仕事をしているわけですから、 正しい答えを返せる必要があるでしょう。  ですが、 金属きんぞく を正しく説明するためには、多少の 予備知識よびちしき が必要です。

 原子げんし とは

この世の全ての 物質ぶっしつ を細かく細かく砕いてゆくと、 これ以上、小さくはできない大きさになります。  それが 原子げんし です。 ここで“小さくできない”と言っても、 原子げんし分解ぶんかい して、さらにクオークという単位に 分ける事もできます。 しかし、それには 超巨大ちょうきょだい量子加速器りょうしかそくき が必要となります。 正確には、 普通の力では、これ以上、小さくできない大きさという意味になります。

原子げんし は、 一番小さな原子の大きさが、 1センチを 1億分割いちおくぶんかつ した大きさになります。  このくらい小さくなると、全ての物質の 構成要素こうせいようそおおむ ね50種類くらいに 分類ぶんるい する事ができ、 皆さんの周囲にある物質は、これらが ざったものとなっています。

本当は、 原子げんし は113種類が発見されているのですが、 自然界しぜんかい には珍しいものも多いのです。 例えば、金は珍しいので 値段ねだん が高いわけですが、 それでも量が多いものから数えて79番目です。

ニホニウム(英: nihonium)は、 最後の 原子番号げんしばんごう 113の原子で 2016年に日本で発見されました。  ですが、このくらいになると 自然界しぜんかい には存在せず、 人工的じんこうてき合成ごうせい しても 実験室じっけんしつ瞬時しゅんじ に消えてしまうそうです。

一番小さくてよくあるのは、 水素原子すいそげんし と呼ばれているもので 次は、ヘリウム、リチウム、ベリリウムと続きます。  ちなみに鉄は26番目、金は79番目の大きさです。

 周期表しゅうきひょう ざり物

周期表しゅうきひょう には、これが小さい順に 記載きさい されていますが、 この中で金属と呼ばれるものが含まれています。  漢字で書いた時に、金が付く、銅とか なまり とかがそうです。  また、漢字では無くカタカナのものの中で、 ベリリウムとかアルミニウムとか、最後に「ウム」が付くものも金属です。  例外で、ヘリウムだけが金属ではありません。  これは、金属のお仕事をされている方であれば、 覚えておくと便利だと思います。

金属とは、「金」か「ウム(ヘリウム以外)」が付く 原子げんし多く含まれている 物質ぶっしつ の事を言います。  “多く含まれている”というのは、 例えば金だと、 18金じゅうはちきん とか 24金にじゅうよんきん とか言う言葉を聞いた事があると思います。  24金は、ほぼ全部が金だという意味です。  18金は、24分の18まで金が含まれているという意味です。  つまり24分の6の ざり物が含まれています。 ですが18金は、24金に おと るわけではなく、 ざり物のおかげで24金よりも硬い。  適度てきど な硬さなので、 装飾品そうしょくひん などに使われます。  ざり物があっても、金属は金属です。  ここで、金属は ざり物があると 頑丈がんじょう になるという事を覚えておいて下さい。

ざり物を加える事で、 頑丈がんじょう になった最もポピュラーな例が 鋼鉄こうてつ です。  皆さんの周りにある鉄の多くは 鋼鉄こうてつ純粋じゅんすい な鉄を見る事は、ほとんどありません。  鉄は、 炭素たんそ を加えると かた くなります。  このバランスを 調整ちょうせい する事で、おなじ鉄でありながら 様々なバリエーションが生まれます。  昔のアニメの 鉄人てつじん 28号が 鋼鉄こうてつ でできているという話を覚えておられる方も多いと思います。

  金属きんぞく の第一の特徴

金属というのは、他の 原子げんし とどのように異なるのでしょうか?  その最大の 特徴とくちょう は「 金属結合きんぞくけつごう 」でお互いが むす びつくという点です。  これを一言で言うと、 同じ種類の 金属原子同士きんぞくげんしどうし が 無限にチェーンのように つな がるという事です。  さらに、そのチェーンは、 1方向だけではなく 上下左右じょうげさゆう にも つな がります。  つまり、ジャングルジムのような 構造こうぞう になるのです。

金属以外きんぞくいがい原子げんし は、そのような 強固きょうこ連続的れんぞくてき結合けつごう はしません。  強固きょうこ結合けつごう をする事によって 金属結合きんぞくけつごう には 頑丈がんじょう 、熱に けにくい、 薬品やくひん などに強いといった 特徴とくちょう が生まれます。  そのために、鉄は 構造物こうぞうぶつ や機械を作る時の材料として 他の原子よりも、優れています。

金属加工というのは、どんな金属を使うにしても、 金属を切ったり曲げたり変形させたりするわけですから、 常に「 金属結合きんぞくけつごう 」との戦いという事になります。

  金属きんぞく は電気を通す

金属結合きんぞくけつごう特徴とくちょう は、 頑丈がんじょう だという事だけでは無く、 「電気を通す」「キラキラ光る」という別の 特徴とくちょう もあります。  金属結合きんぞくけつごう 内では、 余った電子が金属内を飛び まわ っていて、 これが くも を形成しています。  これを 電子雲げんしうん と言い、飛び廻る電子の事を 自由電子じゆうでんし と言います。  電子雲げんしうん は光を 乱反射らんはんしゃ するので、金属はピカピカ光っています。  また、 自由電子じゆうでんし 自身も、いわば電気なので金属は電気を通します。 かなり乱暴な考えではありますが、 おおむ ね、ピカピカ光るものは、電気を通します。 



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