炎色反応

概要

「炎色反応」とは、金属イオンなどを火にかざすと金属特有の色が出る現象のこと。Dr.STONEのクロムが意気揚々と披露してたあれ(*注1)。カラフルな花火に応用されている反応です。

受験向けに覚えておきたいのは以下。

詳細

一応仕組みっぽいことを説明しておきますが、受験では全く必要ありません。上の表だけでOKです。

普通、原子内の電子は内側の電子殻から埋まっていきます。しかし外部からエネルギーを与えると、たとえばM殻の電子がN殻にぶっ飛んだりします。

もちろん本来はM殻にあった方が安定なのですぐに元に戻ろうとしますが、このときにM殻とN殻のエネルギーの差分が光エネルギーとして放出されます。同じ元素では電子殻間のエネルギーは一定なので、元素の種類によって特定の色が観察されるわけです。

ちなみに原子1粒1粒でこれが起こると人間の目に見えるレベルで色が変わるので、塊の金属では普通色の変化が見えません。表面しか炙れないので。しかし融点・沸点の低い金属を気化するレベルまで炙れば炎色反応は見られます。

ただそこまでするのは大変なので、普通は金属イオンを含む塩の水溶液などが用いられます。水溶液であれば1粒1粒がバラバラになっていますからね。ただし本来炎色反応を起こすのはイオンではなく原子なので、火の中で金属イオンが誰かから電子を受け取って原子に戻っていると考えられますが、そこの詳しい仕組みはよくわかっていません。

補足

• (*注1)Dr.STONEは理系の基本教養なので、理系大学を目指す人は早めに履修しましょう。