ミクロの目で見た原子

「固体も変化するんだって話だったけど、、、」
「まだちょっと難しいよね。身の回りの固体はカチコチだもんね」
「そうなの、固いよね」
「ちょっと視点を小さく小さく変えてみようか」

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いつも見ているマクロの世界だと固体はなかなか形を変えない、
しっかりとしたもののように感じますね。
ではずっと小さなミクロの世界で見ると固体はどんな様子でしょうか？

今までのコラムで、原子の話をしてきました。固体は原子が小さな間隔で
並んでいるものでしたね。では並んだ原子はどんな様子なのでしょうか？
またどうやってつながっているのでしょうか？

そのためには原子をもっと小さく見てみる必要があります。

高校生くらいで、原子は原子核と電子から構成されている。原子核は
陽子と中性子から構成されている。ということを学びます。
元素は陽子の数＝原子番号毎に特性が変わり、陽子が一つの水素から始まり、
118のオガネソンまで見つかっています。

周期表で調べてもらうと、細かい説明が見つかると思います。
12の炭素や、16の酸素、113にはニホニウムとかがあります。

原子は原子核の周りを電子がくるくる回りながら取り巻いています。
電子の数は基本的には陽子の数といっしょなので、水素は１個、オガネソンは118個の電子がまわっていることになります。

なんだか太陽の周りを惑星がまわる姿にちょっと似ていますね。
電子は3次元的に動いていると考えられているので、太陽系とは少し違いますけどね。

原子の大きさ～電子がまわっている空間の大きさはÅ、10^-10m
というのは覚えていますか？

では原子核の大きさはどの程度でしょうか？
陽子と中性子の数で少しずつ変わりますが、概ね10^-15mと考えられています。
5桁も大きさが違います。

原子核が、人間の大きさから1mとすると、隣の原子核は10⁵m先、100000m
ですから、100㎞先になります。東京駅に原子核がいるとすると、隣の原子核は沼津、高崎、水戸、銚子あたりでしょうか。その間には、多くても100個くらい、の電子がくるくる動いています。
電子の大きさはずっと小さいので、原子核と原子核の間の大きな空間は何もない感じです。

固体ってけっこう隙間だらけなのですね。

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少し更新が空いてしまいましたが、続いています。次回に続きます。
「意見には個人差があります。」気になったことは自分で調べて、考えましょう。

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最高技術責任者CTO
中野 禅（ぜんちゃん）