アルカリ金属

金属と聞くと、多くの人は硬い鉄やピカピカに輝く銀のスプーンを思い浮かべます。しかし、アルカリ金属は冷えたバターや消しゴムのように、普通の料理用ナイフでもスーッと切れるほど柔らかく軽いのです。

本当に驚くべき性質は、水と出会ったときに現れます。鉄の玉なら水に入れると底に沈みますが、ナトリウムの小さな破片を水に落とすと、水面にぷかぷか浮いたまま、スケートのようにあちこち滑るように走り回ります。そして「シューッ」という音とともに水素ガスを噴き出し、反応熱で水素に引火すると、熱せられたナトリウムの影響で黄色い炎を上げて燃え上がります。破片が大きいと爆発することさえあります。

反応が終わったあとに残る水は、強い塩基性（アルカリ性）に変化します。「アルカリ」という名は、「植物を燃やした灰」を意味するアラビア語の al-qalī に由来しています。この灰をお湯に溶かした灰汁（あく）が強いアルカリ性を示すためです。周囲の物質とあまりに簡単に反応してしまうため、実験室では空気や水分を避けるためにリチウム、ナトリウム、カリウムは石油や流動パラフィン（ミネラルオイル）の中に保存し、さらに反応性の高いルビジウムやセシウムは不活性ガスを満たしたアンプル管に密閉して保存されます。

多くの原子は、いちばん外側の電子殻を8個の電子（最も内側の電子殻だけなら2個）で満たして、のんびり落ち着きたいと願っています。化学ではこの性質を「オクテット則（8電子則）」と呼びます。

ところが、アルカリ金属の一番外側の殻には、中途半端にたった1個の電子がぽつんと回っています。8個を満たすためにどこかから無理やり7個の電子をかき集めてくるより、邪魔な電子1個をポイッと外へ投げ捨ててしまう方が、はるかに手っ取り早くて効率的です。

そのため、アルカリ金属は酸素や水のように電子を受け取ってくれる相手が近くに現れると、迷うことなく電子を差し出してしまいます。電子を1個引き離すのに必要なエネルギーはごくわずかなのに、電子を手放して水と新たな物質を作るときには非常に大きなエネルギーが放出されます。だからこそ、激しい熱と光を放ちながら、目の前で大騒ぎのような反応が起こるのです。

アルカリ金属の仲間だからといって、みんな同じように短気なわけではありません。周期表を見ると、上から順にリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムと並んでいます。

下へ進むほど原子が持つ電子殻の数が増え、原子そのものの体格（原子半径）がどんどん大きくなります。原子の中心にあるプラス（+）の原子核と、いちばん外側にあるマイナス（-）の電子は磁石のように引き合っていますが、お互いの距離が離れるほど引きつける力は弱まります。

原子核の目が行き届かなくなるため、最外殻の電子はより簡単に外へ飛び出していきます。これを専門用語で「第一イオン化エネルギーが小さい」と表現します。その結果、リチウムは水の中で静かに泡立つ程度ですが、セシウムになると水に触れた瞬間にガラス水槽を粉々に吹き飛ばすほど凄まじい爆発を起こします。