順序と意味
一般的な順序はK、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Ni、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Auです。左側の金属は電子を放出しやすく陽イオンになり（酸化）、右側の金属のイオンは電子を受け取りやすく金属に戻ります（還元）。
予測できる反応
- 置換：反応性の低い金属のイオンを含む溶液に反応性の高い金属を入れると、その金属が溶け出し、もう一方の金属が析出する。例：Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu。
- 水：K、Ca、Naは冷水と反応して水素を発生し、Mgは熱水と、Al、Zn、Feは高温の水蒸気と反応する。
- 酸：水素より上位の金属は希塩酸や希硫酸から水素を発生させるが、CuやAgは発生させない。
電極電位
この序列は標準還元電位によって定量化されます。E°が負であるほど金属は酸化されやすくなります。Zn²⁺/Znは約-0.76 V、Cu²⁺/Cuは約+0.34 Vです。アルミニウムは保護的な酸化被膜のため、予測より反応が遅いことがよくあります。
利用
金属の組み合わせはダニエル電池などの電池をつくり、亜鉛めっきや犠牲陽極は鉄や船舶を腐食から守ります。また、鉱石から金属を取り出す方法は、その金属の序列上の位置によって決まります。
参考文献
- Atkins, P., Overton, T., Rourke, J., Weller, M., & Armstrong, F. (2010). Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry (5th ed.). Oxford University Press.
- Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2014). Chemistry (9th ed.). Cengage.
- Haynes, W. M. (Ed.). (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press.