この記事を読むことで、
・金属の性質とその理由
・金属の構造
以上がマスターできます！
理科が苦手だけど、定期テスト、高卒認定試験で高得点をとりたい！そんなアナタにはヘリクツ勉強法がおすすめ。ヘリクツでも最終的に目的を達成できればOK！ここで自己紹介をさせてください。
こんにちは。リオと申します。私は現役教師として、理科が苦手な生徒に興味関心を持ってもらうことを目指して、日々理科を教えています。
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- 苦手でも短期間でマスターするには。ズバリ、ヘリクツ勉強法をおすすめします。
理屈は分からない単語が多く、挫折する可能性があります。ヘリクツ勉強法とは擬音や例え話などを使い、理屈ではない角度から勉強する方法です。違う角度から物事を見ると、難しい勉強も案外簡単に感じることもたくさんあります。
それでは早速学習してみましょう！
金属とは何か
人間は道具を使う生き物
人間は頭の良い生き物ですので、材料を加工することで道具を生み出してきました。
道具を作るための材料の条件は
- 地球上にたくさんある（手に入りやすい）
- 形を変えやすい（加工しやすい） など
その結果、石＜金属＜プラスチックへと道具の主な材料は変化していきました。
ということは、石よりは金属の方が材料として優れているということになります。
んー。なんでだろう。
「加工のしやすさ」で考えると、
石より金属の方が曲げやすいイメージでしょ？
そんなざっくりでOK！
以上のことから、金属は人間生活に欠かせないモノであることが分かります。
金属の名前は「金生む金属」で覚える
金属の名称には法則があります。それは、、、。金属の名称には「金」「ウム」がついています。
金属の名前は「金生む金属」で覚えよう。お金を生み出すチカラを持つイメージで覚えましょう。
例えば、金・銀・銅。これは絶対に金属だと言えますよね。これらは全て「金」という漢字が隠されています。他には、亜鉛、鉛、水銀などもありますね。
「ウム」で言えば、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなどが有名。
えっ！これって金属なの？
意外かもしれないね。これらも金属だよ。
でもね、「ウム」には例外があるんだ。
ヘリウムだけは、金属じゃないから注意ね！
ヘリウムってあの声が変わるやつ！あれは金属じゃないんだ！
そうなんだ。ヘリウムが金属であるなら、
あの缶で大量の金属を吸っていることになる！！
そんなわけないよね。その感覚を覚えよう。
つまり、名称に「金」「ウム」がついていたら金属！（※ヘリウムには注意）
「金」「ウム」のつかない金属もあります。興味のある方は調べてみてください。
なぜ金属はピカピカ光るのか
金属といえば、金属ならではの光沢。この金属特有の光沢を金属光沢といいます。ではなぜ金属には金属光沢があるのでしょうか。結論、金属には自由電子が存在するためです。
金属が持つ特徴から確認してみましょう。
金属の特徴５つ
金属には以下の５つの特徴があります。
- 展性＝叩くと広がる（割れにくい）
- 延性＝引っ張ると伸びる（ちぎれにくい）
- 金属光沢＝特有の光沢を持つ（ピカピカ光る）
- 電気伝導性＝電気を通しやすい
- 熱伝導性＝熱を通しやすい
たくさんあって覚えられない。。。
そんな時は仲間分けしよう！
①展性、延性
②電気伝導性、熱伝導性
③金属光沢
３つに大きくまとめられるよ。
中でも金属光沢が重要だね。
金属の構造
金属はなぜ５つの特徴を持つのでしょうか。それにはたった１つの理由で説明できます。
それは、金属原子には自由電子が存在するためです。
ジユウデンシ？
丸暗記できるなら、自由電子が存在するため。
で大正解！でもそれじゃあモヤモヤするかな？
詳しく説明するよ。
自由電子って何？
原子には電子（マイナスのビリビリの玉）があります。
金属の原子（＝金属原子）の電子のうちの一部は、原子と原子の間を常に自由に行き来しています。この電子を自由電子と呼びます。
自由電子には主に以下の３つの特徴があります。
- ベタベタする
- めちゃめちゃ早く動き回っている
- ビリビリする（電気をもつ）
これらの特徴があるので、金属には先ほど説明した５つの特徴（展性・延性・金属光沢・電気伝導性・熱伝導性）があります。
①展性、延性
②電気伝導性、熱伝導性
③金属光沢
それぞれの簡単な原理を説明するよ
①展性・延性
上から叩くとき、横に引っ張る時、金属原子はどうなるでしょうか。金属以外の物質の場合、割れる・ちぎれるなどが起こります。つまり、原子と原子が離れそうになるわけです。
そんな時、金属原子には自由電子がいます。自由電子は1．ベタベタする、そして２．めちゃめちゃ早く動き回っているので、一瞬離れたとしても離れないように自由電子が行き交うのです。
ちなみに、この自由電子による金属原子どうしのつながり（＝結合）のことを金属結合と呼びます。
②金属光沢
金属原子の間を常に自由に動く自由電子。このスピードはとっても速いです。
速く移動する他のものを想像してみてください。
何かがぶつかったらどうなりますか？
速すぎるものに物がぶつかったら、跳ね返るよ！
その通り！
自由電子は２．めちゃめちゃ早く動き回っているので、光も跳ね返します。
つまり自由電子が光を跳ね返すことで、金属全体が光って見えるのです。ですので、当たり前ですが光がないところではピカピカしません。（跳ね返す光がないわけです。）
③電気伝導性・熱伝導性
まずは、電気伝導性です。金属原子に存在する自由電子は３．ビリビリする（電気をもつ）という特徴があります。そんな粒々が常に動き回っている状態で、電気を一方向に流そうとすると、簡単に伝わるのです。
次に、熱伝導性です。金属原子に存在する自由電子は２．めちゃめちゃ早く動き回っているので、端っこにいたものもすぐに金属全体に行き渡ります。この自由電子がいれば、端っこで熱くなったものを周りに伝えることができそうです。
以上が金属の特有の性質のヘリクツ原理でした！最後に、確認問題を解いてみましょう。
確認問題
Q１. 以下の空欄に当てはまる語句を答えなさい。
金属には、一般に次のような性質がある。
・細長く伸びる（ a ）、叩くと薄く広がる（ b ）を持つ。
・表面には特有の（ c ）がある。
・熱をよく伝える（ d ）と電気をよく伝える（ e ）を持つ。
・金属の原子は、原子の間を自由に動く（ f ）を持つ。（ f ）による金属原子どうしの結びつきを（ g ）という。
＜解答＞
a. 展性 b. 延性 c. 金属光沢 d. 熱伝導性 e. 電気伝導性 f. 自由電子 g.金属結合
まとめ
・金属は、展性・延性、金属光沢、熱伝導性・電気伝導性を持つ物質である。
・金属は原子どうしが金属結合をつくり、自由電子が存在するため、上記の性質をもつ。
最後までご覧いただき、ありがとうございました！
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