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鋳造用語集

マンガン族元素(まんがんぞくげんそ)
Manganese Group Elements 

マンガン族元素とは、周期表の第7族に属する元素の総称であり、マンガン(Mn)テクネチウム(Tc)レニウム(Re)ボーリウム(Bh)の4元素から構成される。
いずれもdブロックに属する遷移金属であり、周期表では第4周期から第7周期にかけて縦に並んでいる。

マンガン族元素の特徴

マンガン族元素は周期表の第7族に位置し、一般的な価電子配置は(n−1)d⁵ns²を基本として考えることができる。
マンガンでは [Ar] 3d⁵4s²、レニウムでは [Xe] 4f¹⁴5d⁵6s²という電子配置を持ち、d軌道とs軌道を合わせて7個の電子を持つことが第7族の特徴である。
マンガン族元素は複数の酸化数をとることができ、特に+2、+4、+7などが重要である。
例えばマンガンではMn²⁺、二酸化マンガン(MnO₂)、過マンガン酸イオン(MnO₄⁻)などが知られている。
レニウムでも+7の酸化状態をとり、過レニウム酸イオン(ReO₄⁻)を形成する。
同じ第7族であるため共通する化学的特徴を持つ一方、各元素の存在量や放射性、工業用途は大きく異なっている。

元  素 元素記号 原子番号 周  期 主な特徴
マンガン Mn 25 第4周期 鉄鋼・電池材料として重要
テクニチウム Tc 43 第5周期 放射性元素・核医学
レニウム Re 75 第6周期 超耐熱合金・触媒
ボーリウム Bh 107 第7周期 人工放射性超重元素
-こぼれ話-
周期表に二つ残っていた「空席」

メンデレーエフが周期表をつくった時代には、現在知られているすべての元素が発見されていたわけではありません。
周期表には、「ここにはまだ知られていない元素が入るはずだ」という空席がいくつも残されていました。
第7族にも、マンガンの下に二つの大きな空席がありました。

現在の原子番号43のテクネチウムと、原子番号75のレニウムです。
この二つの元素を探す研究は長く続きましたが、面白いことに発見のされ方はまったく異なりました。

レニウムは1925年、天然の鉱物を丹念に分析することで発見されました。地殻中に極めて少ないため見つけるのが難しかったのです。

一方、テクネチウムがなかなか天然鉱物から見つからなかったのには、別の理由がありました。テクネチウムには安定同位体が存在しないのです。そのため地球誕生時に存在していたテクネチウムは、長い地球の歴史の中でほぼ崩壊してしまいました。
そして1937年、人工的な核反応によって生じた物質の中から原子番号43の元素が確認され、「人工的な」という意味を持つテクネチウムと名付けられました。
つまり、周期表に並んで残っていた二つの空席は、75番は「存在するが、少なすぎて見つからなかった元素」43番は「安定同位体がないため、天然では見つけにくかった元素」だったのです。

同じ第7族の二つの空席が、まったく異なる理由で長い間埋まらなかったというのは、周期表の歴史の中でも面白いエピソードです。

 

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