宇宙からやってくることもある金属
天然に単体として産出する金属は、金、白金、わずかに銀、銅、水銀などだ。金、白金では、自然金、自然白金と呼ばれる。これらは、金属の陽イオンへのなりやすさの傾向（イオン化傾向）が小さい金属だ。
金属はイオンになるときにはその原子から電子を失って陽イオンになる。酸素原子や硫黄原子は電子を得て陰イオンになりやすい。くり返すが、金属の多くは酸素や硫黄などと結びついて酸化物や硫化物として、自然界に存在している。
そのとき、金属原子は酸素原子や硫黄原子に電子を渡して金属の陽イオンになり、酸素原子や硫黄原子は電子を得て、陰イオンの酸化物イオンや硫化物イオンになるのだ。
プラスの電気を帯びた陽イオンとマイナスの電気を帯びた陰イオンが、プラスとマイナスの電気の引き合いで結びつくため、多くの金属は酸素や硫黄などとの化合物の鉱石として存在しているのである。
イオン化傾向が小さい金属は陽イオンにならずに金属原子が集まった自然金などの単体の金属になったりしている。陽イオンになっても酸化物イオンや硫化物イオンとの結びつきが弱いので、割と簡単にその結びつきは外れて、単体の金属になる。人類は、イオン化傾向の小さい金、白金、水銀、銀、銅を単体の金属として利用してきたのだ。
鉄が主成分の「隕鉄」は宇宙からやって来ることもあるが、わずかな量にすぎない。そのため、鉄は古代においては金以上に高価な金属であった。
古代ギリシアのストラボーン（紀元前六三～二四頃）の『地理学』には、金一〇対鉄一の割合で交換が行われたという記述もある。当時の鉄の主たる原料は隕鉄だったので、大変に貴重なものだった。
古代社会で最初に用いられたのは、「金」と「銅」だ。金は装飾品に使われた。また、メソポタミア・エジプトでは紀元前三五〇〇年頃から青銅器時代が始まった。クレタ島のクノッソス宮殿では紀元前三〇〇〇年頃に銅が使われていたし、紀元前二七五〇年頃のエジプトのアプシル神殿では銅の給水管が使われている。
火の技術の応用と青銅器づくり
さて、大多数の金属元素は、天然には酸素や硫黄などの化合物として岩石（鉱石）のかたちで、あるいはイオンとなって海水中などに存在する。
やがて人類は鉱石を木炭などと混ぜ合わせて加熱して還元することで金属のかたまりを得る技術を獲得した。これは、火を用いた「化学反応の生産技術への応用」だった。
金属器では青銅器がまず使われた。青銅は銅とスズの合金である。銅と酸素の結びつきはあまり強くないため、酸化銅でできた鉱石から、簡単に銅を取り出すことができた。
おそらく、銅やスズをふくんだ鉱石がある場所で焚き火をしたときに、偶然に青銅ができたのだろう。その後、銅やスズの鉱石と焚き木（燃料にする細い枝や割木）を交互に重ねて火をつけたのだと推測できる。
やがて、人類は焚き木の代わりに木炭を使うようになり、石を積んだ高温の炉のなかで反応させるようになった。炉に「ふいご」で空気を送り込めばさらに高温になり反応が進みやすくなる。
得られた金属のかたまりを集めて、土器のつぼ（ルツボ）に入れて、炉に「ふいご」で風を送り、加熱すると、金属は融けて液体になる。それを鋳型に流し込むのだ。
紀元前二〇〇〇年頃のエジプトの壁画には足踏みふいごと鋳型が登場する。古代中国の殷王朝や地中海のミケーネ文明、ミノア文明および中東などで青銅器が広く製造・使用されるようになり、青銅器時代が到来した。
銅は単独だとやわらかいが、スズと合金にすると（スズがふくまれる割合によって）硬さを調節することができる。銅よりも硬くて丈夫にできるため、青銅は農業用のくわ、すき、武器としての刀や槍などの材料に広く使われた。
青銅器は石器より欠けにくいし、変質もしにくいし、破損した場合は融かして何度でも使える。大変に便利なのだ。
（※本原稿は『世界史は化学でできている』からの抜粋です）
東京大学非常勤講師
元法政大学生命科学部環境応用化学科教授
『理科の探検（RikaTan）』編集長。専門は理科教育、科学コミュニケーション。一九四九年生まれ。千葉大学教育学部理科専攻（物理化学研究室）を卒業後、東京学芸大学大学院教育学研究科理科教育専攻（物理化学講座）を修了。中学校理科教科書（新しい科学）編集委員・執筆者。大学で教鞭を執りつつ、精力的に理科教室や講演会の講師を務める。おもな著書に、『面白くて眠れなくなる化学』（PHP）、『よくわかる元素図鑑』（田中陵二氏との共著、PHP）、『新しい高校化学の教科書』（講談社ブルーバックス）などがある。
化学は人類を大きく動かしている――著者より
「火」というきわめて身近な化学的現象がある。世界史（人類史）上、最初に人類が知った化学的現象は、おそらくは「火」であった。火は、「燃焼」という化学反応にともなう激しい現象である。原始の人類は、自然の野火、山火事などに、他の動物と同様に「おそれ」を抱いて近づくことはなかったのだろう。
しかし、私たちの祖先は「おそれ」を乗り越えた─。彼らは火に近づき、火遊びをし、さらには火を利用するようになった。それは、私たち人類が持つ「好奇心」の表れでもあり、おそらく、彼らは火への接近・接触をくり返すなかで、火を利用することの「有用性」を学んでいったのであろう。
火は、暖房、照明、狩猟、焼き畑のような直接的利用はもちろん、土器やレンガを焼いたり、調理、鉱石から金属を得る精錬、金属加工にも利用された。しかし、「火の技術」は、人々の生活を豊かに便利にしてきたが、森林破壊を起こすことで自然環境、景観を大きく変えてきた負の面もある。
人類、とくに約二十万年前にアフリカで生まれたホモ･サピエンスは、時間の経過とともに、道具、火（エネルギー）、衣類、住居、建物、道路、橋、鉄道、船、自動車、農業、工業などをつくり出し、それらの助けを借りて、全世界にはびこっている。人類の文明の土台には、「化学」という学問の進歩と、化学の成果がもたらした物質・材料がある。私たちは、天然には存在しない物質をも、化学の知識と技術でつくり出してきたのだ。
本書では、第1章～第3章では、古代ギリシアで芸術・思想・学問が見事な花を咲かせた時代に、自然科学や化学は、どのようにして生まれたのかを紹介しながら、化学の基本的な考え方や原子論、元素、周期表などがどのように生み出されてきたのかを、さまざまな天才化学者たちが織りなすエピソードとともに描いた。
また、第4章以降は、火、食物、アルコール、セラミックス、ガラス、金属、金・銀、染料、創薬、麻薬、爆薬、化学兵器、核兵器にいたるまで、化学の成果がどのように私たちの歴史に影響を与えてきたのか、その光と闇をふくめて紹介していく。
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『世界史は化学でできている』左巻健男 著
定価1870円（本体1700円＋税10％）
池谷裕二氏（脳研究者、東京大学教授）推薦
「こんなに楽しい化学の本は初めてだ。スケールが大きいのにとても身近。現実的だけど神秘的。文理が融合された多面的な“化学”に魅了されっぱなしだ」
