Fre00217 分子、原子について
#0000 sci2009 8811082240
分子、原子について
僕は中２の少年で、理科の成績はあまり良くありません。
そんな、僕が思ったことです。
液体、気体、個体と判断するには、温度などで区別できますが、
例えば 水の分子１つだけとりだして、しかも温度も分からないとしたら
どうやって区別するのですか？
#0001 sci1575 8811090025
こんにちは。ちゅ、中学生ですか？ ををを！凄いですね。僕は大学一年（そ
れも経済）ですが、今年の三月まで、理系受験生だった私の、かすみにかくれて
しまったような記憶の彼方から、なんとか高校化学の知識をひっぱりだしてみま
すね。でも、あくまで、［理系受験に失敗して、同時に受けた文系の学部にしか
受からなかった］という、［理系落後者］であることをおわすれなく。かなりい
いかげんだったりします（その辺は、＃１９９の天文ボードを見てくだされば分
かります。僕がいかにいいかげんな人物であるか）。
気体、液体、固体っていうのは概ね温度によってきまるようですが、ほんとは、
物質を構成する原子とか分子、といった、基本的な粒子の間の関係で決るもんな
んですね。でね、粒子っていうのは、温度に比例する運動エネルギーをもってる
んで、広い空間に、どんどんひろがっていこうとします。でもって、一方で粒子
間には、粒子を集めようとする力（高校化学でやりますが、分子間力とか、いろ
いろあります）もあって、粒子は集められようとします。そういう力が、はりあ
ってるんですね。
それで。気体はそれぞれの基本粒子が互いに力を及ぼさないほど離れていて、
自由に飛び回っている状態、独立に運動している状態、だと思うんです。
液体は、それより、もっと基本粒子が接近していて、相互に力を及ぼしあいな
がら、せまっくるしくも、なんとかうんどうしているようなもの、で、固体は、
基本粒子が密に接していて、相互の位置を変えるようなことなく、いじいじして
いるようなもん、だったようにおもいます。
電車なんかで、こみ具合によって、走りまわれるほどすいていたり、腕一本動
かせなかいほどこんでいたり、といったことがあるのををかんがえればいいんじ
ゃないんでしょうか。
だから、粒子を一つとってきてしまったら、それが液体かどうか、なんて考え
ることは意味がない、というか、かんがえても結論はだせないんでないのかなぁ。
粒子どうしの関係がモノを言うんで。
ははは．．． 訳わかんなくなっちゃったですね。でもね。気体、液体、固体、
の状態変化は、温度と、圧力によるんだけど、中には、むちゃくちゃな変化をする
のもいたりして、結構おもしろいもんですよ。高校にはいったら、化学の授業で
やると思います。
でも．．． ほんとは、区別できるもんだったりして。
理系からはみだしてしまった つっくん
#0002 reader 8811100338
補足：
気体・液体・個体という分類は、各分子の間の結合状態による分類なのです。
つまり、
各分子の位置が固定されていて、動かないときが個体で。
位置は固定されていないけど、お互いに離れられないときが液体。
位置もバラバラで、自由に離れて動き回っている状態が気体です。
だから、一つだけ分子を取り出して、気体？液体？個体？って考えても無意味
でしょ。
で、次はお話として聞いてください。
非常に小さな粒子（分子じゃなくて、石とかをおもいっきり小さくくだいたも
のね）の砂が、さらさらの状態で砂漠みたいに（十分な深さもあって）広がって
いたら・・・・、
この状態って、粒子を分子だと思うと、上に書いた液体の状態に似てない？
お互いの位置は固定されていなくて、（重力があるから）お互いに離れる事は
出来ない。
だから、この時は、砂は液体と同じ様な振舞いをするんです。
つまり、この砂漠に船を浮かべて（のせて？）、砂の中に船のスクリューを入
れて、それをモーターなんかの動力で回してやると、船は水の上と同じように進
んで行きます。
結構、有名な事だから、知ってたかな？ （^＿^）
Long
ps,つっくんさん（？）と重複してしまってますねー。
はははっ、失礼。
#0003 sci1544 8811101159
補足に対する補足的補足
ついでに、ガラスがどうして固体ではなく液体に区分されるのかも
説明しておけば教育的には万全じゃないでしょか？
どなたかおねがいしまぁす。
水商売の 掃除機
#0004 sci1082 8811101455
もうすぐ研究室のゼミがはじまるので、少しだけ。
ガラス云々については
「アモルファスな話」米沢富美子著岩波書店
が詳しいですよ。中学生には難しいかもしれないけど。
分子に付いては砂粒で説明するのもいいけど、その粒に
手があることも、知っていると理解しやすいかも。
それじゃまたね。--Tokio
#0005 sci1003 8811102212
この世は，地・水・火・風，の四大元素から成り立っておるのぢゃ．
かてて加えて，各々の元素は四大の精霊にとりしきられておるのぢゃ．
ぢゃによって物質の素性を知りたければ，大地に描いた魔法陣の中心に
試料を置き，以下の呪文を唱うること．
「をを，宇宙の根元なる四大の精霊よ，我が願いを聞きとどけ，いまここに
その姿を現わすべし．キリェレイソンオムマニパドゥメインシャッラー！」
ここで，地の精霊ノームが現われれば，その試料は固体です．
ここで，水の精霊ヒドラが現われれば，その試料は液体です．
ここで，風の精霊シルフが現われれば，その試料は気体です．
ここで，火の精霊サラマンダが現われれば，その試料はプラズマです．
非科学的 RUKAS
反省してます．．．
#0006 sci1082 8811111341
あのね、２千Ｑちゃん。分子というのは、ただの球じゃなくて、手を持っているの
ね。それでね、その手はね、他の分子と結びつく時に使うのよ。一口に手と言っても
いろいろあるんだけど、そのことは置いといて、固体というのは、分子と分子がしっ
かり手を結びあっているわけ。気体の場合だと、手を結び合わずに、分子が互いに離
れて、勝手に動き回っているのね。液体というのは、その中間みたいなもので、分子
と分子はわりかし近くにいるのだけど、手をつないだり離したりふらふらしているわ
け。だから、質問にあるような、一つだけの分子というのは、手をつなぐ相手がいな
いから、いちばん気体に近いと思うのよ。でもね、気体とか、液体、固体というのは、
普通は、たくさんの分子が集まっているときに、言うのよね。たった一つだけという
のは、実験で試して見るのも難しいし、本当の事はおじさんにも分からない。２千Ｑ
ちゃんが大きくなって、研究してみるといいかも知れないな。ひょっとすると、一つ
だけの分子には、気体や液体、固体には無いような不思議な性質があるかもしれない
よ。それからね、ガラスが液体だというのはね、普通の固体と言うのは、分子と分子
が手を結び合うときに、きちんと並んでいるんだけど、ガラスとか最近よく新聞に出
てくるアモルファスというのは、液体のように気まぐれな手の結び方をして、そのま
まかたまってしまったものなのよ。
２千Ｑちゃんが、いろんなことに不思議だなぁと思うということは、とっても大切
なことなんだよ。そんな疑問について考えながら勉強したら、ただ公式を暗記するよ
りずっといいと思うよ。そして、いつかは自分でそんな疑問を解いたら素晴らしいと
思う。
高知大学理学部は意欲のある人を募集しています。--Tokio
#0007 sci1089 8811130004
Tokioさんの後を受けて。
ガラスも水と同じように粒子同士が気まぐれに動き回って、手をつないだり
離したりしているのですが、その速度が非常に遅いのです。それで、超スロー
モションのビデオのように、ほとんど停止しているように見えるのです。
ガラスが「流れる」ことを示す例として、
ガラスの長い棒の両端を固定して、水平にぶら下げて置きます。
１カ月たつと、まっすぐだった棒の中央部が下に反ってゆがむのが観察されます。
目では見えなくても、水平な床に置けば一目瞭然です。
板硝子屋さんにとっては常識らしく、板硝子は必ず水平または垂直に立てて
保管するということです。
一見似ているように見えても、石英の結晶などでは、このようなことは
起こりません。
Martha
実は、金属のことを完全に忘れていました。展性、延性に優れた金属では
ガラスと同様の事は起こるのでしょうか？
誰かご存じのかたいましたら、フォローしてください。
ああ無責任
#0008 reader 8811300441
『でもね、気体とか、液体、固体というのは、普通は、たくさんの
分子が集まっているときに、言うのよね。』 Tokio 先生はこう
おっしゃいました。
じゃ、たくさんっていうのは幾つなのかしらん。２千Ｑちゃんの
１個は少なすぎるけど、２個なら、３個ならど−だろ。
液体−固体の間の融解現象の場合には、原子が７個ぐらい集まれば
相転移が一応みえるんだそ−な。これは、実際に観測されたんじゃ
なくって（分子線なら見えるのかも知れないけど）、アルゴンを幾
つかくっつけたときに運動エネルギ−をどれぐらい与えたら融けち
ゃうのか計算機で一所懸命にけ−さんして判ったんだって。
ただ、普通の融解とちがうのはね、液体と固体がある温度範囲にわ
たって共存しちゃうこと。ふつ−はある温度一点でだけ共存できる
でしょ。原子の数が減るほど相転移の温度がぼやけちゃうんだ。
（これは雑誌「化学と工業」第41巻 第1号 の 68ペ−ジに載ってた
長岡正隆さんのトピックス紹介から。）
それにしても、２千Ｑちゃんの 『例えば 水の分子１つだけとり
だして、しかも温度も分からないとしたら』 ってゆう発想
は凄いね−。 分子の温度って結構むずかしい概念なのに。
そ−そ−、つっくんの言ってた
『中には、むちゃくちゃな変化をするのもいたりして、結構おもし
ろいもんですよ』 っつ−センテンスの補足説明しちゃお−。
（固体と液体のとこだけだけど…）
これはね−、固体 じゃなかった結晶の中の分子は『固定されて』
るんだよって Long さんが言ってたけど、固定の仕方にはじつは
「向き」と「位置」があるんだよお。
普通の結晶では、分子はお互いに向きをそろえて、ある位置（格子
点っていうんだよ）に固定されてるんだ。で、液体では向きも位置
もバラバラだよね。
でも、「向き」と「位置」の両方がバラバラにならなくてもい−と
思わへん？ そ−です、そ−なんです。かたっぽだけバラバラって
のもあるんです。
「向き」 「位置」
（１） バラバラ そろってる −−−＞ 柔粘性結晶
（２） そろってる バラバラ −−−＞ 液晶
ゆ−め−な液晶のほ−はともかく、柔粘性結晶は耳馴れないかもね。
これは丸っこい分子が結晶になったとき、ひっかかりがないから
グルグルまわってるもの。意外と身近にあるよ。例えば、タンスの
中の樟脳やパラジクロロベンゼンとか、空気中の窒素も冷やすとこ
れになるし。
電卓や温度計につかわれてるご存じ液晶のほうは、分子の形が糸状
のとか円盤状のとかいろいろあるけど、こっちはひっかかりがあり
すぎて融けても回れないんだよね−。
あ−、と−と−げん学の輩と堕してしまった TAWASHI
#0009 sci3342 8912212343
だいぶ回答が遅いのですが一応書き込んでおきます。
また、私は先生を職業とするものでないので説明が難しいかも知れません。
その時はあしからず。
液体、気体、固体（先の書き込みでは字が違っていますが、ＦＥＰのせい
で書根）の物質の三態についてですが、今ここに、三態と書いたときに
どのようなものを頭に描いているでしょうか。この態というときには、かならず
集合体を想像しなくてはいけません。従って、水１分子を取り出して、
これが液体か、固体かという議論は全く無意味なのです。
ついでに分子ということで書いてありましたので、関連で書きますと、
塩素原子、塩素分子、塩素イオンというような場合、これらは皆別の
化合物と考えることの方が正しいと思います。なぜなら、それらの物理的、
化学的性質は違うからです。塩素イオンは１０グラムくらい飲み込んでも
死にませんが、塩素分子を１グラムも口の中にいれたら確実に死ぬという
ということから考えればわかります。
千葉の田舎（佐倉）に住むまっさんでした。
#0010 sci3342 8912212352
書き忘れたので再び書いておきますが、
温度と行ったときもそういうようなことが言えます。水１分子の温度は？
とは普通尋ねません。温度は通常マクロ的なものの量だからです。
熱力学で扱う量だからです。熱力学は、マクロ的、集合体の科学です。
あわてん坊のまっさんでした。
ＰＳ．
前の書き込みの中の「書根」は「しょね」の間違いです。
#0011 sci3342 8912220012
金属では、通常硝子のように水平にしておいても垂れるということはありません。
が、しかし、硝子よりもその程度は遥に小さいためにないと言っていいくらい
なのです。硝子は、通常は固体だと判断してもいいのですが、必ずしも固体だと
判断してはいけない所以がここにあります。液体的でもあるからです。つまり、
一部は構造を持っているが、全体としては構造を持っていないという「アモル
ファス」なのです。
喩えがよくないかも知れませんが、水道から流れる水を包丁で斜に切っても
包丁の上を流れていきますが、物凄い速さで切ると、水はあたかも固体を切った
彼のような、真二つに割れたように切れるのが観察されることをテレビなどでも
たまに見かけられます。
何でも、相でしょうが、極端と極端を比較することは無意味な場合が多いので
注意が必要です。
今日は誤字が多いまっさんでした。
#0012 sci3342 8912220022
さらについでに、
「金属」て一体何でしょうねぇ。と書いたら馬鹿にされるかしらん。
ところがどっこい最近では合成金属なんて高分子の電気伝導物質が金
属扱いされていますねぇ。
２〜３年前だったかなぁ。金属水素の製造に成功したというニュースが
あったっけ。
まっさんでした。
#0013 sci3342 8912220038
ふたたびついで
非常によく似たもののわけかたに絶縁体と半導体、それに導体というものが
これなんかは電気伝導の程度で分類していますねぇ。絶縁体といいながら非
常に微弱な、もひとつおまけに微弱な電流が流れるが普通のテスターでは計
れない程度というところから出発していて、昔のしがらみから抜け出せない
（そうでもないか）。
よく読まずに書いてしまったまっさんでした。
#0014 sci3021 8912221424
長いことガラスを変に置いておくと、液体のように変形してしまうというのは、
その筋の人達の間では常識だそうですね。
でも、変形するから「液体」なんですか？
固体の金属だって、力を加えれば変形するんじゃない？ 「水平にしておいても
垂れない」というのは、重力程度の弱い力では、目に見えた変形をしないという、
ただ「力の差」の問題というだけじゃないんですかぁ？
んー、よく分からん（昔から分からなかったんだよなぁ）。
「金属」ってのは、自由電子が多いかどうかではないでしょうか。
自由電子が多いと、電気・熱をよく通し、金属光沢があるいう、一般的な金属の
性質を示すようになるんだったと記憶していますが・・・。
最近は、有機物でも非常によく電気を通す物質が合成されているようです。で、
それにも金属光沢があるので、やっぱり自由電子（あるいは、それに代わるもの）
が多いんだべぇ、なんて考えています（よく覚えていない）。
D.D.C.
#0015 sci3402 8912221604
私も物理の成績はよくなかったのですが、それなりに理解している
つもりですが なぜか納得できない。．．．
分子 とは、 その物の性質が変わらない範囲で最小の単位に
細かくしたもの と習った記憶があります。 そうすると、
個体＝氷の分子
液体＝水の分子
気体＝蒸気の分子
が性質が同じなのか違うのか ということになります。
性質が同じとは、どういうことでしょうか。 わからなーーーい。
でも、分子の集まり方の種類が、個体、液体、気体 だとしたら
分子１つを取り出して、それが個体か液体か気体かを論議する意味はないことに
なりますね。
キリギリス
ﾀﾄだったかなあ
#0016 sci3021 8912231414
そそ、キリギリスさん、私も中学生の頃、分子の定義を「物質の性質が示される
最小単位」と習いました。
水の三態（固体・液体・気体）ですが、水の性質とはつまり、１００度で気体に
なり０度で固体になる（いい加減な言い方ですが）ものも含まれるのでしょう。
つまり、温度によって相が変わる事自体が、Ｈ2Ｏの性質なのではないでしょうか
（逆に言えば、１気圧で、５００度になっても液体のままなんて物質は、水の性質
を持っていない、つまり水ではない）。
それから、物理的な性質（固体・液体・気体）が変わっても、化学的な性質は変
わりませんよ〜ん。
関係ない話ですが、高校生の頃、ダイヤモンドは全体が一つの分子で、こういう
のを巨大分子という、と習った時、上記のような分子の定義が頭の中にあった私は、
「ダイヤモンドを粉々に割ってもダイヤモンドとして性質は変わらないから、最小
単位じゃないでしょー！ 分子となんて呼ぶない！」などと一人で騒いでいました。
後で色々と調べてみると、いつの間にか分子の定義が「共有結合で結ばれた原子
云々」になっており、教育に対する不信感が大きくなりました。
せんせぇ〜、生徒の納得出来ない授業は駄目だよーん。
D.D.C.