【ケミロボ図鑑】001～018

やぁ、どうも。私は「ケミロボ」について研究しているだいちゃん博士だ。

今回は元素番号001～018(第一周期から第三周期)のケミロボを解説するぞ。

水素(Hydrogen)

水素は陽子と電子一個からなれる最も単純な原子です。

地球上にある水素の大部分は水に含まれます。  太陽などの恒星にも大量の水素が含まれています。恒星の重心では水素が核融合反応を起こすことによって熱や光を生み出すのです。

また、水素は反応性がとても高く色々な 元素と化合物を作り出します

主な用途

• 水素入りの気球
• マーガリンは植物油に水素を添加して固めたもの
• ロケットや水素爆弾。極低温にした液体水素が使われている。水素原子を核融合させることによってエネルギーを生み出している
• 有害物質を生み出さないクリーンなエネルギーとしてバス などに使われている。

ヘリウム(Helium)

ヘリウムは水素の次に軽い元素です。

主な用途

• 風船や飛行船などのガスとして水素よりも安全に使われる。
• 冷却材や超電導コイル。ヘリウムガスを269°の極低温まで冷やして液体化したものを使う。低温状態を保つための 冷却剤や、浮上式リニアモーターカーで車体を浮かせるための強力な磁石、 MRI の超伝導コイルなどに利用

リチウム(Lithium)

リチウムは全ての金属の中で最も軽く水に浮かびます。 リチウムを含む鉱物の多くは水によく溶け、地球全体の海水にも溶け込んでいます。 きのこ・えび・ナッツ・種子など多くの食べ物にも含まれます。

主な用途

• リチウムを添加したガラスは耐熱性に優れ 、反射望遠鏡に使われる
• 充電式電池として使われる。 リチウムイオン電池は小さいながら強力なのでスマートフォンにはパソコンの電池として使われる。
• 大きなリチウム電池は自動車にも組み込まれ ガソリンほど空気を汚さない。

ベリリウム(Beryllium)

ベリリウムはギリシャ語で「緑柱石」という意味があります。 ベリリウムは他のアルカリ土類金属とは性質が異なり 水と反応せずずば抜けて硬く、最も軽いです。

ベリリウムは緑柱石という鉱物に含まれています。エメラルドやアクアマリンは緑柱石の一種です。

主な用途

• 軍用ヘリコプターの窓。夜間や霧の中を安全に取るため光センサーを防いでくれるベリリウムの含む窓が使われている。
• 火災用のスプリンクラーや車のエアバッグを作動させるセンサー。ベリリウム製の物質は変形しにくく温度が変化しても伸び縮みしない。

ホウ素(Boron)

ホウ素はとても硬い物質で、炭素や窒素と加えるとさらに硬くなるのが特徴です。こうしたホウ素化合物は人工の化合物の中でトップを争うほど硬いものがあり、ダイヤモンドに次ぐほどの硬さです。

主な用途

•  計量カップなど耐熱性があり丈夫なガラス製品はホウ素で強化されている
• ホウ素は殺菌作用があるため、天然の消毒液として切り傷の治療に使われていた
• テレビやノートパソコンの液晶画面を強化するために使われる
• 戦車にも 車体を防護するためにホウ素と炭素の化合物である「炭化ホウ素」が使われている

炭素(Carbon)

炭素は全ての元素の中で最も大きい化合物を作ります。 宇宙でも4番目に多い元素です。

炭素の単体は3種類で、「グラファイト」「 ダイヤモンド」 「バックミンスターフラーレン」として存在します。

主な用途

• 炭素の同素体であるダイヤモンドは天然で最も硬い物質で、宝石に用いられる
• 刃先をダイヤモンドでコーティングしたのこぎりは何でも切ることができる(ダイヤモンドも切れる)
• 黒鉛はダイヤモンドよりもずっと柔らかく、鉛筆の芯や電池に使われる
• 石炭(水素と酸素の化合物である「炭化水素」)は最大の 発電燃料女性利用されている

窒素(Nitrogen)

窒素は地球の大気の約3/4を占めています。

主な用途

• 窒素化合物を含む「トリニトロトルエン」や「 ニトログリセリン」などは爆薬として使われる 。火をつけると窒素原子の結合が切れて爆発を起こす
• ドラッグレース用のバイク。窒素を含む燃料でやる「ニトロメタン」が使われる
• 植物の成長を促す窒素肥料の原料。窒素ガスと水素ガスをハーバー法という合成法によって合成した「アンモニア」が土に混ぜて使われる

酸素(Oxygen)

酸素は地球の近くに一番多く存在する元素ですね。 生き物は空気を吸って酸素を体内に取り込み、体に入った酸素を使って エネルギーを得ています。

また、酸素は物が燃える反応である「燃焼」にも関わっています。

フッ素(Fluorine)

フッ素の単体は淡い黄色の気体です。フッ素は反応性が高く単体はとても危険 ほんの少量を空気に加えただけで人が死んでしまううほどです。

また、レンガやガラス鋼鉄とも反応して侵食し穴を開けてしまいます。

主な用途

フッ素を配合した歯磨きペーストは歯のエナメル質を強化してくれる

ネオン(Neon)

岩石中に存在する日本は火山が噴火する時に大気に放出されます。ネオンをガラス球に封じ込めて電流を流すと赤橙色を示します。

ナトリウム(Sodium)

ナトリウムの元素記号Naはラテン語で炭酸ソーダを意味する「natron」が由来とされています。

ナトリウム 料理に使う塩(塩化ナトリウム)には多くのナトリウムが含まれています。ナトリウムは水に触れると一瞬にして燃え上がります。 

主な用途

• お菓子の生地に「重炭酸ナトリウム」を入れると二酸化炭素が発生して生地が膨らむ。
• 食塩(塩化ナトリウム)には氷を溶かす作用と、凍るのを防ぐ作用があるので 融雪剤や 凍結防止剤として使われる

マグネシウム(Magunesium)

マグネシウムは炎色反応で白い光を発します。植物の葉緑体(クロロフィル)の中にもマグネシウムがあります。クロロフィル分子の中央にはマグネシウムがあり、光合成で重要な働きを担っています。

主な用途

• マグネシウムの合金は強い上に軽いので 、自動車のホイールやカメラなど幅広く使われている 。
• 炭酸マグネシウム・酸化マグネシウムは胃の中で酸と反応して消化不良を防いでくれる。
• 炭酸マグネシウムを熱するとセメントの主成分である酸化マグネシウムになる
• マグネシウムを含む塩である「エプソムソルト」は筋肉を リラックスさせる作用があります

アルミニウム(Aluminum)

アルミニウムが地球の岩石に最も多く含まれる金属です。アルミニウムを新たに生成するには莫大なエネルギーが必要になるので、再生させて利用されてます。

アルミニウムは鉄について用途が多い金属です。 鉄の合金鋼に比べてかなり軽い上に、同じぐらいの強度を誇ります。また、金属アルミニウムのローラーで引き伸ばすと 光沢のある丈夫なホイールになります。

主な用途

• 防火服はアルミニウム箔でできており熱を反射する 
• 飛行機の機体のフレームにはアルミニウム製 の外板が使われている

ケイ素(Silicon)

地球の岩石を作っている鉱物のおよそ90%がケースを含んでいます。「二酸化ケイ素(シリカ)」からなる石英は砂の主成分でもあります。

主な用途

シリカの一種であるオパールは宝石として扱われている

リン(Phosphorus)

「黄リン」「赤リン」「白リン」などとして存在します。白リンは水中では安定していますが、空気に触れると発火します。

主な用途

• マッチ箱の側面にはリンが用いられておりマッチ棒で擦って火をつけることができる 。
• 農薬として使われる複雑なリンの化合物(有機リン化合物)には毒性がある 

硫黄(Sulfur)

硫黄は単体が天然に存在する非金属元素の一つです。硫黄の黄色い結晶は火山の河口近くによく見られます。

硫黄の化合物は嫌な臭いのものが多いです。例えば温泉で漂う腐った卵のような臭いの元は「硫化水素」という硫黄化合物です。

塩素(Chlorine)

ギリシャ語で「淡い 緑色」を意味する言葉が語源です。

塩素は反応性がとても高く様々な化合物を作ります。 元素の単体は毒性が高い気体です。第1次世界対戦では塩素ガスが兵器として使われた ほどです。

主な用途

塩酸よりも弱い「亜塩素酸」はプールの消毒剤や漂白剤として使用される

アルゴン(Argon)

アルゴンは窒素と酸素に次いで3番目に多く存在する気体です。ガラス球に封じ込められたアルゴンに電流を流すと、淡い紫色の光を放ちます。 アルゴンの名前はギリシャ語で「働かない」を意味する言葉が語源です。

主な用途

熱をあまり伝えないことから、二重窓や冷たくて深い海に潜る時の潜水服に使われる