コバルトは周期表の第4周期9族に位置する遷移金属で、原子番号は27です。コバルトは鉄やニッケルと並んで重要な磁性金属の一つで、強磁性を示すことから磁性材料や記録媒体に広く利用されています。また、ビタミンB12の中心金属としても知られ、生体内で必須微量元素として機能します。さらに、コバルトブルーなどの顔料としても古くから使われてきました。このように多様な特性を持つコバルトについて、様々な角度から掘り下げたクイズをご用意しました。
Q1 : 伝統的に『コバルトブルー』と呼ばれる顔料の主成分とされる化学式はどれか？
コバルトブルーと呼ばれる顔料は主にコバルト(II)アルミネート（化学式CoAl2O4）で、鮮やかで安定した青色を示します。この顔料は耐光性や耐候性に優れ、陶磁器、ガラス、絵具などで古くから利用されてきました。化学的にはコバルトとアルミニウムの酸化物が組合わさったスピネル型構造をもち、天然物や合成法により高品質な青色顔料を得ることができます。
Q2 : コバルトの重要な鉱石として知られる鉱物の名称はどれか？
コバルトの代表的な鉱石にはコバルタイト（cobaltite、化学式CoAsS）やスモルタイトなどがあり、これらが商業的なコバルト資源となります。コバルト鉱床はしばしばニッケルや銅の鉱床と共生し、選鉱や精錬プロセスを通じてコバルトが回収されます。地理的にはコンゴ民主共和国などが主要な産出国として知られており、採掘と供給に関する社会的・環境的問題も注目されています。
Q3 : コバルトの融点はおよそ何度か？
コバルトの融点は約1495℃で、高温に耐える金属としてろう材や高温合金への応用が可能です。この高い融点と優れた耐食性・機械的特性から、コバルト系超合金はタービンブレードや耐熱部品、切削工具など高温環境での材料として利用されます。なお選択肢にある他の温度はアルミニウムや鉄など別の金属の融点域に近い値であり、コバルト固有の融点は約1495℃である点がポイントです。
Q4 : コバルトで最も一般的に見られる酸化数はどれか？
コバルトの化学では+2が最も一般的な酸化数です。コバルト(II)イオン（Co2+）は塩や錯体で広く見られ、色や磁性の性質に影響します。コバルトは+3の酸化状態（Co3+）も錯体や酸化剤下で重要ですが、+2と比べて安定性や出現頻度は低くなります。他の酸化数も存在しますが、日常的な無機化学や材料化学においては+2が基準となることが多い点が重要です。
Q5 : コバルトは常温でどのような磁性を示すか？
コバルトは常温で強磁性（フェロ磁性）を示す金属の一つであり、鉄・ニッケルと並んで磁性材料として重要です。結晶構造や電子配置により自発磁化を持ち、合金や磁石材料、記録媒体などに利用されます。温度が高くなるとキュリー温度を越えて磁性を失いますが、常温では明確な強磁性を示すため、磁性研究や応用材料として古くから重用されています。
Q6 : 現代のリチウムイオン電池でコバルトが最も重要な役割を果たしているのはどれか？
コバルトはリチウムイオン電池の代表的な正極材料（カソード）であるLiCoO2などの形で重要な役割を果たしてきました。LiCoO2は高いエネルギー密度と良好な充放電サイクル特性を持つため、携帯電子機器向けの電池に長く使われてきました。ただしコバルト資源の供給・倫理的問題やコストの観点から、近年はコバルト含有量を減らした正極材料（NMCやNCAなど）への置換が進んでいます。
Q7 : 天然に存在する安定同位体としてコバルトに存在するのはどれか？
自然に存在するコバルトの安定同位体は59Coのみです。その他の同位体、例えば60Coは放射性同位体であり、医療用の放射線源や工業用の照射源として利用されますが自然界で安定に存在するのは59Coだけです。この単一の安定同位体は元素分析や同位体研究において基準となり、放射性同位体は生成方法と用途が明確に区別されます。
Q8 : 生体内でコバルトが必須微量元素として重要なのは次のうちどの役割か？
コバルトはビタミンB12（コバラミン）の中心に位置する必須微量金属です。ビタミンB12は赤血球形成や神経機能、代謝過程で重要な補酵素として作用し、その中心金属としてのコバルトが不可欠です。したがって適量のコバルト摂取は健康維持に重要ですが、過剰摂取は有害であり、ヒトでは通常食事からの微量摂取で十分とされています。
Q9 : 元素記号がCoのコバルトの原子番号は何番か？
コバルトは周期表で原子番号27の元素であり、陽子数が27の遷移金属です。周期表では第4周期、9族（鉄族に近い位置）に属します。原子番号は元素の基本的性質を決める重要な値で、化学的性質や電子配置（コバルトの場合[Ar]3d74s2）に直接関係します。コバルトは鉄やニッケルと並んで磁性や合金特性で重要な役割を持つことから、元素番号27であることはその分類と性質理解の出発点になります。
Q10 : コバルトを元素として初めて明確に同定したとされる人物は誰か？
コバルトを独立した元素として初めて明確に扱ったのはスウェーデンの化学者ヨハン・ゲオルク・ブランドト（Georg Brandt）で、18世紀半ば（1730年代）に業績を残しました。彼は当時ガラスや顔料に混ざって現れる青色の原因が既知の金属によるものではないと示し、新しい金属（コバルト）を特定しました。デービーやシェーレらは他の元素研究で知られますが、コバルトの元素識別はブランドトの功績とされています。
まとめ
いかがでしたか？ 今回はコバルトクイズをお送りしました。
皆さんは何問正解できましたか？
今回はコバルトクイズを出題しました。
ぜひ、ほかのクイズにも挑戦してみてください！
次回のクイズもお楽しみに。
