クエリ: カラートーチや花火の着色に応用されている、金属塩を炎の中に入れたときに各金属元素特有の色を示す反応を何というでしょう?
文章: 花火 原子を励起した時に電子が外側の軌道に移り、元の軌道に戻る時に放出されるエネルギーに応じた色の光を放出する炎色反応を応用している。添加される元素はアルカリ金属、アルカリ土類金属が多く用いられる。
文章: 緑 これらは顔料を混合しただけのものを用いるものあれば、共沈顔料と呼ばれる、複数の顔料を組み合わせた顔料を用いる場合もある。 文章: 化学発光 ここで、Ru(III)が得られる。さらなる反応は、アルカリ媒体の水素化ホウ素ナトリウム溶液(還元剤)の使用を含む。溶液が付加されたときRu(III)はRu(II)へ還元され、橙色の光を放つ。 TMAE (テトラキス(ジメチルアミノ)エチレン)は空気による酸化で明るい青緑色の光を放つ。 また、ピロガロール(1,2,3-トリヒドロキシベンゼン)も発光が可能である。ピロガロール、NaOHおよびK2CO3の水溶液とホルムアルデヒドと混合すると、一瞬赤い発光が起こる。 文章: 石鹸 金属石鹸は工業的に重要で、グリース以外にも塗料や印刷インキの乾燥促進剤(ドライヤー)として利用されるほか、軍事面では焼夷弾(ナパーム弾など)に使われる。洗浄用の石鹸が水中の硬度成分(カルシウムやマグネシウム)と反応すると、水溶性を失い洗浄力のない石鹸かすとなるが、これも金属石鹸である。 アルカリ剤、軟化剤、水分調整剤として炭酸塩やゼオライト、ケイ酸塩などの無機塩が使用される。粉石鹸には水分を放出する作用を持つ炭酸塩やゼオライトが、固形石鹸には水分を保つ性質を持つケイ酸塩(水ガラス)が使われる。 遷移金属も脂肪酸塩と反応して石鹸かす(金属石鹸)を作るが、これらは往々にして有色である(例えば銅石鹸)。硬度成分が洗浄効果を損ねる以上に着色による支障が懸念され、これを防ぐため遷移金属と優先的に結合するキレート剤のエチドロン酸(ヒドロキシエタンジホスホン酸)塩、エデト酸(エチレンジアミン四酢酸)塩が使われる。 文章: 無機化合物 無機化合物は、有機化合物以外の化合物であり、具体的には単純な一部の炭素化合物(下に示す)と、炭素以外の元素で構成される化合物である。無機には「生命力を有さない」という意味がある。 炭素化合物のうち無機化合物に分類されるものには、グラファイトやダイヤモンドなど炭素の同素体、一酸化炭素や二酸化炭素、二硫化炭素など陰性の元素と作る化合物、あるいは炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、青酸と金属青酸塩、金属シアン酸塩、金属チオシアン酸塩、金属炭化物などの塩が挙げられる。 無機化合物の化学的性質は、元素の価電子(最外殻電子)の数に応じて性質が多彩に変化する。特に典型元素は周期表の族番号と周期にそれぞれ特有の性質の関連が知られている。 典型元素 第1族元素の性質 - 1H, 3Li, 11Na, 19K, 37Rb, 55Cs, 87Fr 第2族元素の性質 - 4Be, 12Mg, 20Ca, 38Sr, 56Ba, 88Ra 第13族元素の性質 - 5B, 13Al, 31Ga, 49In, 81Tl 第14族元素の性質 - 6C, 14Si, 32Ge, 50Sn, 82Pb 第15族元素の性質 - 7N, 15P, 33As, 51Sb, 83Bi 第16族元素の性質 - 8O, 16S, 34Se, 52Te, 84Po 第17族元素の性質 - 9F, 17Cl, 35Br, 53I, 85At 第18族元素の性質 - 2He, 10Ne, 18Ar, 36Kr, 54Xe, 86Rn 遷移元素の場合は、d電子数の変化に伴い、固有の性質を持つが、単純に周期表の族から簡単に性質を予測することが難しくなり、元素ごとに多彩な性格を発揮することが知られている。 文章: バリウム 単体では銀白色の軟らかい金属。他のアルカリ土類金属元素と類似した性質を示すが、カルシウムやストロンチウムと比べ反応性は高い。化学的性質としては+2価の希土類イオンとも類似した性質を示す。 バリウム塩には毒性があり、摂取するとカリウムチャネルをバリウムイオンが阻害することによって神経系への影響が生じる。そのためバリウム塩(バリウム化合物)は毒物及び劇物取締法(指定令)において劇物に指定されている(金属のバリウムは指定されていない、硫酸バリウムなど指定されない物質もある)。 バリウムは鉛と同程度に柔らかく銀白色の外観を有するアルカリ土類金属である。金属光沢を有しているが、空気中では徐々に酸化されて白色の酸化被膜に覆われるため金属光沢は失われる。融点および沸点は資料により異なるデータがみられ、融点は729 °Cや725 °C、726.2 °Cというデータがあり、沸点は1898 °C(1気圧)、1640 °C、1637 °C(1気圧)というデータがある。密度が3.51 g/cmと低いため軽金属に分類される。常温、常圧で安定な結晶構造は体心立方構造 (BCC) であり、その格子定数aは5.01である。 文章: メイラード反応 メイラード反応(メイラードはんのう、英: Maillard reaction)とは、還元糖とアミノ化合物(アミノ酸、ペプチドおよびタンパク質)を加熱したときなどに見られる、褐色物質(メラノイジン)を生み出す反応のこと。褐変反応 (browning reaction) とも呼ばれる。アミノカルボニル反応の一種であり、褐色物質を生成する代表的な非酵素的反応である。メイラード反応という呼称は、20世紀にフランスの科学者ルイ=カミーユ・マヤールがこの反応の詳細な研究を行ったことから名付けられた。 食品工業において、食品の加工や貯蔵の際に生じる、製品の着色、香気成分の生成、抗酸化性成分の生成などに関わる反応であり、非常に重要とされる。メイラード反応は加熱によって短時間で進行するが、常温でも進行する。ただし、その場合には長時間を要する。 文章: 電荷移動錯体 フォーグラー (Vogler) とカンケリー (Kunkely) はMLCT錯体が酸化された金属と還元された配位子からなる基底状態の異性体であると考えた。したがって、還元された配位子での求電子攻撃やラジカル反応、金属中心での酸化的付加、外圏電子移動(英語版)などの様々な反応は、MLCT電子移動によって生じる状態変化に起因すると考えたのである。MLCT状態の反応性は多くの場合金属の酸化状態に依存する。全体的な反応プロセスとしては会合的な配位子の置換反応、 エキサイプレックスの生成、そして金属結合の開裂からなる。 多くの金属錯体はd-d遷移により特有の色を持つ。可視光線から錯体に特有の波長の光を吸収するとd電子が励起される。この光の吸収により色が生まれる。この色は通常かなり弱い。これは選択則による。 遷移の際、電子のスピンが変化するのは好ましくない。スピンが変化する反応はスピン禁制反応(英語版)と呼ばれる。 文章: 半金属 非金属に含まれる元素のうち、炭素、リン、セレン、ヨウ素は、それらの環境条件が熱力学的に最も安定した形状(炭素ではグラファイト、リンでは黒リン、セレンでは灰色セレンなど)において、金属光沢、半導体性(例えば中程度の電気伝導度、比較的狭いバンドギャップ、光感受性)、伝導体もしくは価電子帯の非局在性を示す。これらの元素は半金属的、半金属性を示す、半金属のような、いくらか半金属(的)、金属的性質を有している、などと評される。 いくつかの元素では、同じ元素の同素体であっても異なる性質(金属的、半金属的もしくは非金属的)を示すことがある。例えば、炭素の同素体のうち、ダイヤモンドは明らかに非金属であるが、グラファイトは半金属に特有の限定的な電気伝導度を示す。リン、セレン、スズおよびビスマスも金属もしくは半金属もしくは非金属的なふるまいを示す同素体を有している。そのため櫻井らは、半金属性は元素に固有のものではなく単体に固有の性質であると注記した。 文章: 花火 花火により、重金属の残留物、硫黄化合物、粒子状物質、その他の低濃度の毒性物質などを含有する煤煙が生じる。 これらの燃焼による副生成物は、原材料の混合の仕方により大きく異なってくる。 (例えば、バリウム塩を加えることで、花火の緑色を出すことがある。これらの物質には毒性のあるものも含まれる。) また花火は過塩素酸塩の排出源にもなっているとされてきた。 アメリカ合衆国環境保護庁のリチャード・ウィルキンらは、環境中の過塩素酸塩による人体や野生動物への影響を念頭に置いて、水域上空での花火類の使用についての研究を行った。 過塩素酸塩の排出源は雷や特定の化学肥料からロケット燃料や爆発物中に含まれるものまで多岐にわたる。 科学者らは長年の間、地域の花火大会がもう一つの排出源となっているのではないかと疑ってきたが、ほとんど研究がなされていなかった。 ウィルキンの研究グループは2004年、2005年、2006年に花火大会の前後にオクラホマ州にある湖の水を分析することで、花火が過塩素酸塩汚染の原因の一つであることを立証した。 花火大会から14時間以内に、過塩素酸塩の濃度はバックグラウンド濃度の24倍から1,028倍へと上昇した。 24時間後に濃度は最大となり、20日から80日後には大会前の水準へと落ち着いた。 過塩素酸塩は固体塩の一種であり、地下水や表流水に容易に溶解し移動する。 過塩素酸塩が飲料水に混じっていると甲状腺のヨウ素の取り込みが阻害されることが知られている。 連邦全体での飲料水の基準は現在存在しないものの、いくつかの州では公衆衛生の目標や対策レベルを既に設定しており、最大基準値を確立しようしている州もある。 たとえば、アメリカ合衆国環境保護庁では飲料水と同様に環境への過塩素酸塩による影響が研究されている 。 またカリフォルニア州は過塩素酸塩使用に関する指針を発行した。 文章: 呈色反応 呈色反応(ていしょくはんのう)とは化学反応の一種である。発色反応(はっしょくはんのう)ともいう。 文章: 過酸化クロム(VI) 過酸化クロム(VI)(かさんかクロム ろく、英: chromium(VI) peroxide)は化学式が CrO5 と表されるクロムの過酸化物である。酸性過酸化水素水にクロム酸ナトリウムのようなクロム酸塩を加えることによって得られる不安定な化合物である。過酸化クロム(VI)が生じると、一般に黄色のクロム酸塩は暗青色~暗茶色に変化する。金属クロム酸塩は過酸化水素水および酸と反応して、過酸化クロム(VI)と水、酸の金属塩を与える。 数秒後に過酸化クロム(VI)は分解し、クロム(III)が生じて溶液は緑色になる。 CrO5 中のクロム原子は、オキソ配位子1つとペルオキソ配位子2つの、合計5つの酸素原子と結合している。 文章: 炭焼き 基本的な原理は、着火して高温になった木材の酸素供給を遮断し、蒸し焼きにするものである。その状態でも内部は高温が維持されるため、その熱により炭素以外のものが揮発してゆき、最終的に炭素のみが残る。これが炭である。山林に近い農村などで行われてきた伝統的な炭焼の方法では、機械は使われない。 薪や丸太、枝を窯の形に組み上げる(en: Charcoal pile)。藁をかぶせた後、土をかけて隙間を潰す。その後着火する。そうすることで酸素が遮断され燃焼がストップし、蒸し焼き状態になる。 まったく酸素がない場合、熱が発生しないため、小さな給気口を開けて燃焼度合いをコントロールする方法もある。基本的な原理は同じで、吸気および排気の制御のために金属製の煙突を差し込んだり、レンガなどでできた専用の窯を用いる。 文章: 原子層堆積 様々なプロセスが発表されている中で、トリメチルアルミニウム(TMA)と水によるアルミナ( Al2O3 )の成膜は比較的よく知られている。 Al2O3 の自己制御的成長は、室温から300°C以上まで、幅広い温度領域で実施可能である。 プリカーサの供給中、TMAは基板表面に解離吸着し、余剰のTMAは排出される。TMAの解離吸着により表面はAlCH3で覆われる。次に基板表面は水蒸気に暴露され、 H2O は表面の CH3 と反応して副生成物のメタン(CH4 )を作り、表面にヒドロキシル化した Al2O3 が残る。 脱離反応による金属ALDは一般的に金属フッ化物などのハロゲン元素で官能基を持った金属がシリコンプリカーサと反応して起こる。フルオロシランを使った金属成膜としては、タングステンやモリブデンが一般的である。これらの金属を使った脱離反応は発熱性が高いためである。タングステンALDでは、最終パージ前には基板表面はSi-HとW-Fで構成されており、プリカーサABの各反応サイクルごとに直線的なデポレートが観察される。タングステンALDの典型的なサイクルあたり成長率は4~7オングストロームであり、典型的な反応温度は177°C~325°Cである。タングステンALDにおいて、2つの表面反応、及びALDの全プロセスを以下に示す。その他のALD金属成膜も基本的にフルオロシラン脱離反応であれば同様の反応順序である。 文章: 火 火(ひ、英: fire)とは、化学的には物質の燃焼(物質の急激な酸化)に伴って起きる現象、あるいは燃焼の一部、と考えられている現象である。 火は、熱や光を発生させると共に、様々な化学物質も生成する。気体が燃焼することによって発生する激しいものは炎と呼ばれる。煙が熱と光を持った形態で、気体の示す一つの姿であり、気体がイオン化してプラズマを生じている状態である。燃焼している物質の種類や含有している物質により、炎の色や強さが変化する。 人類の火についての理解は大きく変遷してきている。象徴的な理解は古代から現代まで力を持っている。また理知的には古代ギリシアにおいては4大元素のひとつと考えられた。西欧では18世紀頃までこうした考え方がされた。18世紀に影響力をもったフロギストン説も科学史的に重要である。 文章: 焙焼 塩化焙焼では、特定の金属を還元や酸化によって塩化させる。ウランやチタン、ベリリウム、希土類の一部などが塩化物として処理される。 塩化焙焼の反応の例は以下のようである。 一番目の反応式は、硫化鉱が発熱反応により塩化することを示している。 二番目は、酸化鉱に元素硫黄を転嫁して反応させている。 炭酸塩鉱物の場合も、高温で酸化物になった後に、酸化鉱と同様に反応する。