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３ アルミニウムAl，亜鉛Zn，スズSn、鉛Pb，水銀Hg(典型元素と遷移元素の境の金属) |
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① 酸，塩基のどちらと反応しても水素を発生する。 ・酸との反応（例 アルミニウムと塩酸，亜鉛と塩酸） 〔 2Al ＋ 6HCl → 2AlCl3 ＋ 3H2 〕〔 Zn ＋ 2HCl → ZnCl2 ＋ H2 〕 （無機化学の反応式 パターン3 金属と塩酸 ⇒ その金属の塩化物＋α） ・塩基との反応（例 アルミニウムと水酸化ナトリウム水溶液，亜鉛と水酸化ナトリウム水溶液） 〔 2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O → 2Na[Al(OH)4] ＋ 3H2 〕（特殊な反応式なので覚える） Na[Al(OH)4]：テトラヒドロキシドアルミン酸ナトリウム 〔 Zn ＋ 2NaOH ＋ 2H2O → Na2[Zn(OH)4] ＋ H2 〕（特殊な反応式なので覚える） Na2[Zn(OH)4]：テトラヒドロキシド亜鉛(Ⅱ)酸ナトリウム ・Na[Al(OH)4]，Na2[Zn(OH)4]について それぞれ，Na＋と[Al(OH)4]－，Na＋と [Zn(OH)4]2ーのイオンからなる。[Al(OH)4]－や[Zn(OH)4]2－は錯イオンとよばれ，金属のイオン（陽イオンなので空の電子殻がある）の空の電子殻にOH－の非共有電子対が共有結合したイオンである（通常，共有結合は互いに電子を出し合うが，この場合は一方的にOH－の非共有電子対を金属イオンが共有している。この結合を特に配位結合という。） [Al(OH)4]－ … Al3＋とOH－4つが配位結合 [Zn(OH)4]2－ … Zn2+とOH－4つが配位結合 金属イオンに結合するOH－などの数は大体決まっている。例えば，Zn2＋，Al3＋，Cu2＋，Ag＋はそれぞれ4，4，4，2個である。そのため，Zn2＋，Al3＋はOH－と結合して[Zn(OH)4]2－，[Al(OH)4]－となる。 ② 単体のときとできるものは同じ（AlCl3 ，Na[Al(OH)4]など）。 |
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③ Alの方がFeよりもOと結合しやすいため起こる。〔 2Al ＋ Fe2O3 → Al2O3 ＋ 2Fe 〕 【Al，Znのイオンの反応】 |
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① OH－と反応して水酸化物の沈殿ができる。 〔 Al3＋ ＋ 3OH－ → Al(OH)3 〕〔 Zn2＋ ＋ 2OH－ → Zn(OH)2 〕 ② 沈殿した水酸化物がOH－とさらに反応して錯イオンになり溶ける。 〔 Al(OH)3 ＋ OH－ → [Al(OH)4]－ 〕〔 Zn(OH)2 ＋ 2OH－ → [Zn(OH)4]－ 〕 ③ アンモニア水はNH3＋H2O?NH4＋＋OH－の電離をしている。初めはこのOH－と反応して水酸化物の沈殿ができる。 〔 Al3＋ ＋ 3OH－ → Al(OH)3 〕〔 Zn2＋ ＋ 2OH－ → Zn(OH)2 〕 ④ Zn(OH)2はNH3分子と反応して錯イオンとなり溶ける。Al(OH)3はこの反応をしない。 〔 Zn(OH)2 ＋ 4NH3 → [Zn(NH3)4]2＋ ＋ 2OH－ 〕 [Zn(NH3)4]2＋：テトラアンミン亜鉛(Ⅱ)イオン（Zn2＋とNH3 4つが配位結合） 【Al，Znの単体の製法】 |
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【スズ、鉛】 |
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① ブリキは鉄板をスズでメッキしたもの，トタンは鉄板を亜鉛でメッキしたもので，どちらも耐久性に優れた材料である。鉄，スズ，亜鉛のイオン化傾向はZn＞Fe＞Snなので酸化による腐食はZnが最も受けやすく，Snが最も受けにくい。そのため，ブリキは腐食に強い材料となる。しかし，傷がつき一部のメッキがはがれると露出した鉄が先に腐食されてしまう欠点がある。一方，トタンは表面はやや腐食には弱いが，傷がつき一部のメッキがはがれても露出した鉄よりも先に亜鉛が腐食されるので，鉄の腐食を遅らせることができる。そのため，ブリキは傷のつきにくい内壁に，トタンは傷のつきやすい外壁の材料として用いられる。 |
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| ② | |
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