なぜ鉱物の化学を研究するのですか？ 鉱物は原子でできており、鉱物の挙動や特性に影響を与えます。 したがって、鉱物や鉱物でできている岩石の挙動を理解し、説明し、予測するには、原子とそれらがどのように振る舞うかについての基本的な事実を理 これには、いくつかの化学の基本的な理解が必要です。 私たちは、原子が作られている三つのサブ原子粒子の観点から、私たちの思考の中で原子を構築することから始めます。,
アトム
図1. ここに描かれているヘリウムのような元素は、原子で構成されています。 原子は陽子と中性子で構成されており、原子核を取り巻く軌道に電子があります。
原子は陽子、中性子、および電子で構成されています。 陽子は正の（+）電荷を持っています。 電子は、陽子の電荷とまったく同じで反対の負の（−）電荷を有する。 中性子は電気的に中性である。
原子の質量のほとんどは、その小さな核に詰め込まれています。, 原子核は、ほぼ同じ質量（約1.67×10-24グラム）を有する陽子および中性子でできている。 一方、電子は原子核の周りに特定の軌道に配置されており、陽子や中性子よりも質量がはるかに小さく、重さはわずか9.11×10-28グラム、または陽子と中性子の約1/1800の重さである。
電子の質量は陽子や中性子の質量に比べて小さな質量であっても、電子は原子の体積の大部分を占めています（図1参照）。,
イオン
中性原子は陽子と同じ数の電子を持ちます。 電子を失ったり得たりした原子は、もはや電気的に中性の原子ではなくなりました。 電気的に中性ではなく、それに付随する電荷を有するそのタイプの原子は、イオンと呼ばれる。 電子を得ている原子は、負（−）荷電イオン、またはアニオンです。 電子を失った原子は、正（+）荷電したイオン、または陽イオンである。
実際には原子の小さなグループであるイオンを一緒に結合させることも可能である。 これらは多原子イオンとして知られています。, 多原子イオンの一例として炭酸イオン(CO3)2−があり、これは2−の正味の電荷を与える二つの余分な電子を持っている。
化学式
炭酸イオンは（CO3）2−とも呼ばれることがわかりました。 しかし、これはどういう意味ですか？
まず、文字を見てみましょう：CO。 原子には化学記号があり、各要素にはそれを表す一つまたは二つの文字が割り当てられています。 したがって、Cは炭素を表し、Oは酸素を表します（これらの化学記号はすべて、下の図2の周期表に見ることができます）。,
我々は上記のように、2−イオンが二つの余分な電子を持っていることを意味します。 しかし、3はどうですか？ これは、イオン中に三つの酸素原子があることを意味する。 特定の式の原子の数は、常に添字で表記されます。 電荷は常に式の終わりに上付き文字で書かれています（式の始めに上付き文字は何か他のものを意味します—以下の同位体について議論するとき CO3の周りの括弧は、電荷が単にO3ではなく多原子単位全体に属することを示しています。,
したがって、炭酸イオンは一つの炭素原子（C）、三つの酸素原子（O3）、および2つの余分な電子（−）であり、多原子イオン全体を充電する。
周期表
地球で見つかった自然に発生する原子は、その核に92個の陽子を持つウランに、その核に一つの陽子を持つ水素からの範囲です。 これらは、炭素、酸素、鉄などの一般的に知られている元素を含む天然に存在する化学元素である。, 周期表は、それぞれが持っている陽子の数、その電子がどのように配置されているか、そして各元素の一般的な化学的挙動が何であるかを教えてくれるように、すべての化学元素をリストしています。
図2. 周期表の大規模なバージョンへのこのリンクに従ってください。 リンクは新しいウィンドウで開きますので、このページを読んでいるときに簡単に参照できます。
図2に示すように、周期表は十八のグループと七の周期で構成されています。, ランタニドとアクチニドとして知られている要素の二つの追加の行は、メインテーブルの下に配置されています。 これらの要素はテーブルをより密集させるために別に置かれる。 グループ内のすべての元素は、同様の化学的挙動を有する。 これは、グループ内のすべての元素が原子内の電子の同様の配置を持っており、元素の化学的挙動を決定するのは電子配置であるためです。
各元素について、名前、原子記号、原子番号、および原子質量が提供されます。, 原子番号は、陽子の数を表す整数です：各化学元素は、その核内の陽子の数によって区別されます。 例えば、元素の酸素のすべての原子は、その核内に八つの陽子を持っています。 それが酸素の原子番号が8である理由です。 原子がその核内に八つ以上の陽子を有する場合、それは酸素ではなく、それは他の化学元素である。 周期表では、各元素の原子番号は元素の化学記号の上にリストされています。,
異なる同位体の平均質量である原子質量は、小数点以下二桁と推定される。 例えば、水素は原子記号H、原子番号1、および原子質量1.01を有する。 原子質量は常に原子番号よりも大きい。 ほとんどの小さな元素では、陽子と中性子の数がほぼ等しいため、原子質量は原子番号のほぼ倍になります。
金属、非金属および半金属：要素は三つのカテゴリに分かれています。 これらは、期間二、グループ十三から期間七、グループ十六までの対角線を形成する。, メタロイドの左側にあるすべての要素は金属であり、右側にあるすべての要素は非金属です。
周期表は化学者が元素とそれらがどのように機能するかをよりよく理解するのを助けるために作成されました。 それは元素の行動へのマップです。
同位体
特定の元素のすべての原子は、その核内に同じ数の陽子を持たなければなりません。 この番号はその原子番号です。 しかし、それはその核内に持つことができる中性子の可能な数の範囲があります。, 化学元素の原子は、いくつかの同位体を有する各化学元素で中性子の結果の異なる数を有することができるという事実。 同位体は、それらの核内の中性子の数が異なる所与の化学元素の原子である。
例えば、元素の酸素のすべての原子は、それらの核内に八つの陽子を有しているが、それらの酸素原子は、八、九、または十の中性子を有していてもよい。 核内の中性子の数が異なると、酸素の三つの同位体が区別されます。 酸素16は、その核内に8つの中性子を有する酸素の同位体である。, 番号16は原子質量番号と呼ばれています。 原子質量数は、同位体の核内の陽子および中性子の総数である。 この定義から、すべての酸素原子が核内に8個の陽子を持っていることを知っていると、oxygen-17は9個の中性子を持つ酸素同位体であり、oxygen-18は10個 記号に省略されて、酸素の三つの同位体は16O、17Oおよび18Oとして書かれています。,
同位体は鉱物を理解する上であまり重要ではありませんが、岩石や鉱物の年代を測定するために放射性同位体の測定を使用する方法や、氷河期の地球の温度を決定するために氷河の層から酸素同位体を使用する方法など、化学や核物理学を地質学に適用する方法を理解する上で重要です。
貢献してください！
このページを改善するより多くを学ぶ