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展性・延性

一般小学生

まとめ

展性・延性
金属をたたいて薄い板状に広げたり、引っ張って細長い針金状にのばしたりできる性質
  • 展性は圧力を加えて薄く広がる性質、延性は引っ張られて細くのびる性質を指す
  • 金属原子が自由電子を介して結合しているため、位置がずれても結合が維持される
  • 金はこれら両方の性質が極めて高く、非常に薄い金箔や細い糸に加工できる

解説

金属特有の性質である展性と延性は、金属結合の仕組みによって説明されます。金属内部では陽イオンが規則正しく並び、その間を自由電子が自由に動き回ることで全体を結合させています。外部から強い力が加わって原子の位置がずれたとしても、自由電子が即座に移動して結合を保ち続けるため、金属はバラバラに壊れることなく変形することができます。

項目 展性(てんせい) 延性(えんせい)
変形の状態 薄い板状や膜状に広がる 細長い針金状にのびる
作用する力 圧縮する力(たたく・圧力をかける) 引張る力(両端からひっぱる)
主な利用例 アルミホイル、金箔 銅線、ワイヤー
コラム

展性・延性が最も大きい金属は金(Au)です。金はわずか1gで約0.5平方メートルの広さにまで広げることができ、また約3kmもの長さにまでのばすことが可能です。これに対し、食塩(塩化ナトリウム)などのイオン結晶は、力を加えるとイオンの配列がずれて反発し合うため、展性や延性を持たずにもろく砕けてしまいます。この性質を「脆性(ぜいせい)」と呼び、金属の性質と対比されます。

小学生のみなさんへ

金属には、たたいてうすく広げたり、ひっぱって細くのばしたりできる特別な性質があります。うすく広がる性質を「展性てんせい」、細くのびる性質を「延性えんせい」といいます。

ふつうの石やガラスは、たたくとこなごなにわれてしまいますが、金属は形が変わるだけでわれません。これは、金属の中にある小さなつぶどうしが、まるで強力なガムのようにくっついたまま動くことができるからです。このおかげで、アルミホイルや細い針金を作ることができるのです。

ルラスタコラム

世界で一番よくのびる金属は「金」です。なんと、たった1グラムの金があれば、3000メートル(3キロメートル)もの長さの細い糸にすることができるんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 金属をたたいて薄い板のように広げられる性質と、引っ張って細い針金のようにのばせる性質をそれぞれ何というか
広がる性質を展性、のびる性質を延性という
【応用】 金属がたたいても砕けずに変形できるのは、内部でどのような粒子が働いているからか
自由電子が移動することで、原子の位置がずれても結合を維持し続けるから
【実践】 展性と延性の違いを、加える力の方向と変形後の形の観点から説明せよ
展性は圧力を加えて面状に広げる性質であり、延性は引張力を加えて線状にのばす性質である

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