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Can metals gain electrons? 確かに、YES。 ナトリウムは負の酸化状態の化合物がいくつもあるし、多くの遷移金属は金属が正式な負の酸化状態にある化学が広範囲に存在する、など。
非金属は電子を失うことができるのか? 確かに、非金属-非金属化合物のように、それは避けられません。
では、実際にはどうなのでしょうか? 金属と非金属の違いは何でしょうか。
その前に、金属とは何かという定義を再確認しておきましょう。
金属固体(メタルと略すこともある)とは、金属的な伝導性を持つ固体である。 これは、電子が自由に動くことができる連続的な半埋め込み軌道を持つことから生じる。 金属固体は完全に化合物(例えば$ce{Ag2F}$)になることができる。 さらに、多くの非金属が高圧下で金属相に転移する。
しかし、化学的な観点からは、金属は元素である。 しかし、化学的な立場から言えば、金属は元素である。しかし、どのような元素なのか。 問題は、化学における金属の定義に歴史があり、現在知られている多くの金属が発見されるずっと前に、この用語が導入されていたことである。 その結果、金属は電子を失う能力があり(しかし、多くの元素はそうすることができる)、単純な化合物の形であれば金属伝導性を持つことが特徴であった。 境界のケースは捨てられるか、「メタロイド」という特殊な非金属としてカウントされた。
例えば、スズは常圧で金属的な同素体と非金属的な同素体を持つ。 これは金属なのか非金属なのか? まあ、法律的には金属とみなされます。 しかし、同じようなケースを持つアンチモンは、通常メタロイドとみなされます。
ただし、スズとアンチモンの間には、スズは通常の塩を形成することができ、塩基性の酸化物を持つが、アンチモンは弱酸性の酸化物しか持たないという厳密な違いがある。 差別する理由は確かに存在するのです。 一方、レニウムやタングステンのような重い遷移金属は、本当の塩基性酸化物を持ちません。 しかし、非金属を列挙する方が簡単です。一般に認識されている非金属は、ホウ素、シリコン、ヒ素、テルル、ヨウ素、その右上のすべての元素と水素です。 オプションとして、ゲルマニウムとアンチモンが含まれることもあります。 (ポロニウム、アスタチン、その他は、放射能が高いために化学的性質がほとんど解明されていないため、疑問のあるケースである。
これらの元素にはいくつかの共通点がある:比較的高い電気陰性度を持ち、共有結合または分子固体を形成し、酸性の酸化物を形成し(形成するとしても)、水中で安定な単純陽イオンを形成しないこと。 これらはすべて、価電子帯に比較的多くの電子を持ち、その電子が強固に結合していることに起因する。
決して、例えばナトリウムが電子を失いたがっていると考えるべきではありません。 いや、このプロセスはエネルギー消費につながる。 そのパートナーの電子親和力とイオンパッキングによるその後の安定化のみが、正味のエネルギー獲得につながる。 一方、原子に電子を加えると、わずかながらエネルギーが放出されることが多い
TL; DR. 非金属は通常、コンパクトな電子殻を原子核にしっかりと結びつけており、そのため電子殻が緩むのを嫌う。