第4族元素

族 ← 4 →
周期
4 22
Ti
5 40
Zr
6 72
Hf
7 104
Rf

第4族元素（だい4ぞくげんそ、Group 4 element）は、IUPAC形式での周期表において第4族元素に属する元素の総称。チタン族元素とも呼ばれる。チタン・ジルコニウム・ハフニウム・ラザホージウムがこれに分類される。

いずれも金属元素（遷移金属）で、単体では全て融点が1800℃以上である。すべての第4族元素は原子価殻に4つの電子を持ち、4価の陽イオンになりやすい傾向があるが、それ以外の価数の化合物にもなりうる。

閉殻していないd軌道を持つため遷移元素として取り扱われる。

性質

第4族元素は価電子にs2の2電子を持つ電子構造を有する。

チタン
22Ti		 ジルコニウム
40Zr		 ハフニウム
72Hf
電子配置 [Ar]3d24s2 [Kr]4d25s2 [Xe]4f145d26s2
第1イオン化エネルギー
（kJ mol-1）		 658.8 640.1 654
第2イオン化エネルギー
（kJ mol-1）		 1309.8 1270 1440
第3イオン化エネルギー
（kJ mol-1）		 2652.5 2218 2250
第4イオン化エネルギー
（kJ mol-1）		 4174.6 3313 3210
電子親和力
（電子ボルト）		 0.079 0.426 ≈0
電気陰性度
（Allred-Rochow）		 1.32 1.22 1.23
イオン半径
（pm; M4+）		 75（6配位） 86 （6配位）
98 （8配位）		 85 （6配位）
97 （8配位）
金属結合半径
（pm）		 145 159 156
融点
（K）		 1941 2128 2506
沸点
（K）		 3560 4682 4876
還元電位 E0 （V）   -1.55
（M4+/M）		 -1.71
（M4+/M）

これら4族元素に属する3元素は、酸化数が+4の状態が最も安定である。チタンは条件により低酸化数状態(+3)をとり得るが、ジルコニウム、ハフニウムが酸化数+4以下の状態を取ることは稀である。

これら3元素の単体金属はいずれも、銀白色の金属光沢を持ち融点が高い性質を持つ。また、常温においては表面の酸化皮膜の不動態を形成するので腐食に対して抵抗する。H2S、SO2、FeCl2、H2CrO4などにも腐食されない。

一方、単体金属は高温状態において反応し、酸素（〜約500K）から二酸化物（MO2）、ハロゲン（〜約600K）から四ハロゲン化物（MX4）、水素（〜約1000K）から不定比水素化物（MH1.7〜2.0）、窒素（〜約1000K）から一窒化物（MN）、二酸化炭素（〜約1300K）から金属カーバイト（MC）、ホウ素（〜約1300K）からホウ化物（MBまたはMB2）を与える。高温時窒素とも反応するので、チタンをハロゲン化物から還元する場合はテルミット法が用いられる。

また、これら3元素の単体金属はいずれも鉱酸に溶けにくく、チタンが熱い塩酸に溶けて三塩化物（TiCl3）となるのが特徴的である。アルカリ溶液とは冷時、熱時を問わず反応しない。

ハロゲン化物

4族元素の四ハロゲン化物は水と反応し、酸化物とハロゲン化水素とに分解する。例えば塩化チタン(IV) TiCl4は空気中の水分と反応し白煙（TiO2あるいはさらに湿度が高ければHClが凝集させた霧）を上げる。

4族元素の三ハロゲン化物は塩化チタン(III) TiCl3が安定な水溶液あるいは水和物を形成しうるのに対して、そのほかは水に不安定である。ハロゲン化ジルコニウム(III) ZrX3（X=Cl, Br, I）またはHfBr3、HfI3の無水和物は知られているものの、+3価のイオンは水溶液中では不均化により+4価のイオン等になる。

4族元素の二ハロゲン化物は非常に不安定であり、四ハロゲン化物を水素あるいは単体金属で還元することで生成する。

引用文献

  1. 化学便覧 基礎編, 日本化学会編, 改訂5版, 丸善
  2. R.B.ヘスロップ, K. ジョーンズ, 無機化学, 東京化学同人
周期表
  1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
  アルカリ金属   アルカリ土類金属   ランタノイド   アクチノイド   遷移金属   その他の金属   半金属元素（半導体元素）   その他の非金属   ハロゲン   貴ガス（希ガス）   不明

Read other articles:

Ossido di etilene

Ossido di etileneformula di struttura modello molecolare Nome IUPACossirano Nomi alternativiossido di etilene1,2-epossietanoossido di dimetilene Caratteristiche generaliFormula bruta o molecolareC2H4O Massa molecolare (u)44,05 Aspettogas incolore Numero CAS75-21-8 Numero EINECS200-849-9 PubChem6354 SMILESC1CO1 Proprietà chimico-fisicheDensità (g/cm3, in c.s.)0,87 Indice di rifrazione1,360 Solubilità in acquacompletamente solubile Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua-0,30 Temperatu...

 

Gosong Arabat

Artikel ini mungkin terdampak dengan peristiwa terkini: Invasi Rusia ke Ukraina 2022. Informasi di halaman ini bisa berubah setiap saat. Gosong Arabat (Ukrainian: Арабатська косаcode: uk is deprecated , Rusia: Араба́тская коса́code: ru is deprecated ) atau Panah Arabat adalah sebuah daratan sempit yang memisahkan sistem laguna besar dan sangat asin bernama Syvash dari Laut Azov. Daratan sempit tersebut berada di antara Selat Henichesk di pesisir utara dan timur l...

 

Jorge Córdova

12th President of Bolivia For other people named Jorge Cordova, see Jorge Cordova (disambiguation). Jorge CórdovaJorge Córdova.12th President of BoliviaIn office15 August 1855 – 9 September 1857Preceded byManuel Isidoro BelzuSucceeded byJosé María Linares (provisional) Personal detailsBorn(1822-04-23)23 April 1822La Paz, Viceroyalty of the Río de la Plata (now Bolivia)Died23 October 1861(1861-10-23) (aged 39)La Paz, BoliviaManner of deathAssassinationSpouseE...

Gmina Krempna

Gmina in Subcarpathian Voivodeship, PolandGmina Krempna Krempna CommuneGmina Coat of armsCoordinates (Krempna): 49°31′0″N 21°31′0″E / 49.51667°N 21.51667°E / 49.51667; 21.51667Country PolandVoivodeshipSubcarpathianCountyJasłoSeatKrempnaArea • Total205.11 km2 (79.19 sq mi)Population (2006) • Total1,963 • Density9.6/km2 (25/sq mi)Websitehttp://www.krempna.giwan.pl/ Gmina Krempna is a rural...

 

Films américains sortis en 1949

Listes de films américains ◄◄ 1945 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 Liste (non exhaustive) de films américains sortis en 1949. All the King's Men remporte l'Oscar du meilleur film à la 22e cérémonie des Oscars organisée le 23 mars 1950 A-B Titre original Titre français Réalisateur Distribution Genre Notes Abbott and Costello Meet the Killer, Boris Karloff Deux nigauds chez les tueurs Charles Barton Bud Abbott, Lou Costello, Boris Karloff Comédie The Accused Les Mirag...

 

Christianity in Saudi Arabia

Religious demographic in Saudi Arabia Christianity by country Africa Algeria Angola Benin Botswana Burkina Faso Burundi Cameroon Cape Verde Central African Republic Chad Comoros Democratic Republic of the Congo Republic of the Congo Djibouti Egypt Equatorial Guinea Eritrea Eswatini Ethiopia Gabon Gambia Ghana Guinea Guinea-Bissau Ivory Coast Kenya Lesotho Liberia Libya Madagascar Malawi Mali Mauritania Mauritius Morocco Mozambique Namibia Niger Nigeria Rwanda São Tomé and Príncipe Senegal ...

SIGA Technologies

American pharmaceutical SIGA Technologies, Inc.Company typePublicTraded asNasdaq: SIGARussell 2000 ComponentIndustryHealthcareBiotechnologyHealth securityFoundedDecember 28, 1995 (1995-12-28)[1]HeadquartersNew York City, United StatesKey peopleDiem Nguyen, Ph.D. (CEO)Dennis E. Hruby, Ph.D. (CSO)ProductsPharmaceutical agentsRevenue $133.7 million (2021)Operating income $89.1 million (2021)Net income $69.5 million (2021)Number of employees39 (2022)Webs...

 

大字 (数字)

この項目には、一部のコンピュータや閲覧ソフトで表示できない文字が含まれています（詳細）。 数字の大字（だいじ）は、漢数字の一種。通常用いる単純な字形の漢数字（小字）の代わりに同じ音の別の漢字を用いるものである。 概要 壱万円日本銀行券（「壱」が大字） 弐千円日本銀行券（「弐」が大字） 漢数字には「一」「二」「三」と続く小字と、「壱」「�...

 

Mitragliatrice media

Un alpino con una MG 42/59 su un VTLM Lince in Afghanistan Una mitragliatrice media è un tipo di mitragliatrice completamente automatica, alimentata a nastro, che spara una cartuccia da fucile di piena potenza, di calibro intorno ai 7,62 mm. Hanno caratteristiche intermedie tra la mitragliatrice leggera e la mitragliatrice pesante. Indice 1 Caratteristiche 2 Munizionamento 3 Note 4 Voci correlate 5 Collegamenti esterni Caratteristiche Di solito hanno qualche tipo di caratteristica che permet...

世界政區索引

此條目可能包含不适用或被曲解的引用资料，部分内容的准确性无法被证實。 (2023年1月5日)请协助校核其中的错误以改善这篇条目。详情请参见条目的讨论页。 各国相关 主題列表 索引 国内生产总值 石油储量 国防预算 武装部队（军事） 官方语言 人口統計 人口密度 生育率 出生率 死亡率 自杀率 谋杀率 失业率 储蓄率 识字率 出口额 进口额 煤产量 发电量 监禁率 死刑 国债 ...

 

1st Critics' Choice Television Awards

1st Critics' Choice Television AwardsDateJune 20, 2011 (2011-06-20)LocationThe Beverly Hilton, Los AngelesCountryUnited StatesPresented byBroadcast Television Journalists AssociationHosted byCat DeeleyHighlightsMost awardsMad Men (3)Most nominationsModern Family (6)Best Comedy SeriesModern FamilyBest Drama SeriesMad MenWebsitewww.criticschoice.comTelevision/radio coverageNetworkReelzChannel Critics' Choice Television Awards · 2nd → The inaugural Critics' Choice...

 

2006 dans l'Union européenne

Cet article est une ébauche concernant une chronologie ou une date et l’Union européenne. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Chronologies Données clés 2003 2004 2005  2006  2007 2008 2009Décennies :1970 1980 1990  2000  2010 2020 2030Siècles :XIXe XXe  XXIe  XXIIe XXIIIeMillénaires :Ier IIe  IIIe  Chronologies géographiques Afrique Afr...

Alsea Bay Historic Interpretive Center

Public facility in Waldport, Oregon Alsea Bay Historic Interpretive CenterShow map of OregonShow map of the United StatesTypePublic, stateLocationLincoln County, OregonNearest cityWaldportCoordinates44°25′40″N 124°04′03″W / 44.427904°N 124.06752°W / 44.427904; -124.06752[1]Operated byOregon Parks and Recreation Department Alsea Bay Historic Interpretive Center is a public facility in Waldport, Oregon, administered and owned by the city of ...

 

إحسان (إسلام)

  لمعانٍ أخرى، طالع إحسان (توضيح). جزء من سلسلة مقالات حولالإسلام والإيمانالإسلامالإيمانالإحسان الإسلام أركان الإسلام الشهادتان الصلاة الزكاة الصوم الحج الإيمان أركان الإيمان الإيمان بالله الإيمان بالملائكة الإيمان بالكتب السماوية الإيمان بالرسل الإيمان باليوم ا�...

 

伯努利定律

此條目需要补充更多来源。 (2020年4月24日)请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目，无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除。致使用者：请搜索一下条目的标题（来源搜索：伯努利定律 — 网页、新闻、书籍、学术、图像），以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源（判定指引）。 氣體流入文丘里計。減少流體壓力而增加動能，由圖中兩管水的高度差可以看...

Magnus Betnér

Swedish stand-up comedian, social critic and television host Magnus BetnérBirth nameMagnus Lennarth BetnérBorn (1974-08-16) 16 August 1974 (age 49)Stockholm, SwedenMediumStand-upNationalitySwedishYears active1998–presentGenresPolitical satire, blue comedy, observational comedySubject(s)Religion, politics, current events, pop culture, human sexuality, libertarianismWebsiteMagnusBetner.com Magnus Lennarth Betnér (born August 16, 1974 in Stockholm) is a Swedish stand-up comedian, ...

 

1977–78 Mexican Primera División season

36th professional season of the top-flight football league in Mexico Football league seasonPrimera División de MéxicoSeason1977–78ChampionsUANL (1st title)RelegatedAtlasChampions' CupUANLMatches played396Goals scored1,109 (2.8 per match)← 1976–77 1978–79 → Statistics of the Primera División de México for the 1977–78 season. Overview Atlante was promoted to Primera División. This season was contested by 20 teams, and UANL won the championship. Atlas was relegated to Segun...

 

Полиця

Книжкова полиця У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Полиця (значення). Поли́ця, рідко по́лка[1] (від прасл. *polъ — «дошка», «планка», «поміст»)[2] — меблевий виріб без передньої стінки, із задньою стінкою або без неї, для розміщення книжок та і...

Iredentisme Yugoslavia

Klaim iredentisme Yugoslavia yang diklaim oleh Josip Broz Tito sebelum berakhirnya Perang Dunia II. Iredentisme Yugoslavia merujuk kepada gagasan iredentisme yang ingin agar negara Yugoslavia menyatukan semua wilayah yang dihuni oleh orang-orang Slavia Selatan, yaitu Bosnia dan Herzegovina, Kroasia, Montenegro, Serbia (termasuk wilayah sengketa Kosovo), Slovenia dan Makedonia Vardar. Mereka juga ingin menyatukan wilayah yang diklaim oleh pendukung Yugoslavisme tetapi belum pernah menjadi bagi...

 

Thomas Shirley (died 1612)

English Member of Parliament, government official and courtier Sir Thomas Shirley (c.1542 – October 1612),[1] of Wiston in Sussex, was an English Member of Parliament, government official and courtier who is said to have suggested the creation of the title of baronet. Wiston House today Family Thomas Shirley was the eldest of the three children of William Sherley (c.1498–1551) of Wiston, Sussex, and Mary Isley, the daughter of Thomas Isley of Sundridge, Kent.[1] Career He ...