188カード — 118元素と、合金・化合物・高分子・セラミック・顔料。科学に基づく全キャラクターの構成を解説。
193
総ペルソナ数
118
純元素(Z=1〜118)
22
合金
48
その他素材(化合物・樹脂・ゴム・セラミック・顔料)
データの深さ: 各ペルソナは3層コンテンツ(L1/L2/L3)を持ち、電子配置、核データ、量子力学的説明まで網羅しています。
元素の周期表分類から工業素材まで
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
s¹電子配置を持つ第1族元素。イオン化エネルギーが極めて低く、水と激しく反応する。
L3: イオン化エネルギー: Li 520 → Cs 376 kJ/mol。原子半径増大に伴う遮蔽効果と有効核電荷の減少。
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
s²電子配置の第2族。アルカリ金属より安定だが、高い反応性を持つ。
L3: Be の異常な共有結合性(Pauling電気陰性度 1.57)。対角関係によりAlと類似性を示す。
Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn ...
d軌道電子を持つ第3〜12族。多様な酸化状態、錯体形成、触媒活性が特徴。
L3: 結晶場理論によるd-d遷移が発色の原因。配位子場分裂エネルギー(Δ)がスペクトルを決定する。
Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt
Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt の6元素。極めて高い触媒活性と耐食性。
L3: d帯の充填度と表面吸着エネルギーがSabatier原理に基づく触媒選択性を支配する。
Th, FeS2, MgH2
元素単体だけでなく、硫化物・水素化物など材料機能が強いカード。
L3: 結晶構造、化学結合、欠陥、電子状態などが物性を支配する。
Al, Ga, In, Tl, Pb, Bi
d¹⁰s²p¹⁻³ 配置。金属と非金属の境界に位置し、両性的性質を示す。
L3: 不活性電子対効果(Tl⁺, Pb²⁺, Bi³⁺が安定)。6s²電子の相対論的安定化が原因。
B, Si, Ge, As, Sb
金属と非金属の中間的性質。半導体の基盤となる元素群。
L3: バンドギャップ: Si 1.12 eV, Ge 0.67 eV。温度依存の導電率(負の温度係数)。
H, C, N, O, P, S, Se, Te, Po
生命の基盤元素(CHNOPS)を含む。共有結合による分子形成が主。
L3: 炭素のsp/sp²/sp³混成軌道が有機化学の多様性を生む。π共役系の非局在化。
F, Cl, Br, I, At
第17族。最も電気陰性度が高い元素群。強力な酸化剤。
L3: F の異常な結合エネルギー(159 kJ/mol、Cl₂の243より低い)。小さな原子半径による電子間反発。
He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
完全閉殻構造(ns²np⁶)。化学的に極めて不活性。
L3: Xe はXeF₂, XeF₄, XeF₆ を形成(1962年 Bartlett)。VSEPR理論による分子構造予測。
La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd ...
4f軌道を順次充填する15元素。蛍光体、磁石、触媒に不可欠。
L3: 4f電子の遮蔽効果不足によるランタノイド収縮。Gd の半充填安定性(4f⁷)。
Ac, Pa, Np, Pu, Am, Cm ...
5f軌道電子を持つ放射性元素群。核燃料・核兵器の材料。
L3: U-235 の熱中性子核分裂断面積 585 barn。Pu-239 の臨界質量 約10 kg。
Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt ...
粒子加速器で合成。半減期はミリ秒〜数秒。「安定の島」仮説。
L3: 相対論的効果による電子軌道収縮。Og (Z=118) の予測電子配置 [Rn]5f¹⁴6d¹⁰7s²7p⁶。
SUS304, Inconel718, Ti-6Al-4V ...
2種以上の金属の固溶体・金属間化合物。機械的特性の最適化。
L3: Hume-Rothery則(原子半径差<15%、電気陰性度近似)。SUS304 の γ→α' マルテンサイト変態。
PE, PP, PVC, PET, PEEK, PTFE ...
有機高分子材料。汎用→エンプラ→スーパーエンプラの3階層。
L3: PEEK のガラス転移温度 143℃、連続使用温度 260℃。結晶化度が機械特性を支配。
NR, SBR, NBR, EPDM, FKM, FFKM ...
高弾性を示す架橋高分子。加硫(架橋)により弾性体となる。
L3: エントロピー弾性理論。架橋密度と弾性率の関係: G = nkT(nは架橋点密度)。
Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄ ...
非金属無機固体。高硬度・耐熱・絶縁/圧電性。焼結プロセスで成形。
L3: ZrO₂ の正方晶→単斜晶変態による応力誘起変態強化(transformation toughening)。
TiO₂, Fe₂O₃, Ultramarine ...
可視光を選択吸収する無機・有機化合物。発色メカニズムは電子遷移に基づく。
L3: TiO₂ のバンドギャップ 3.2 eV(ルチル型)。高屈折率(n=2.7)による白色度。
各ペルソナは3段階の深さでコンテンツを提供しています。L3では量子力学、核物理、工業プロセスまで踏み込みます。
ビギナー
キャラクター視点の親しみやすい解説。擬人化セリフ、日常のアナロジー。
インターミディエイト
高校化学〜学部レベル。発見の歴史、産業応用、物性値。
エキスパート
大学院〜研究者レベル。電子配置、量子力学的説明、核データ、工業プロセス詳細。