原子(げんし)

原子核電子?からなる物質の最小構成単位。原子をさらに構成要素に分解することはできるが、するともはや(化学的な意味での)物質とは呼ばない。

学校で習ったところによれば(というより確か中学校の教科書で興味があって自主的に読んだと思うのだが)、古代ギリシャ人は物質をどんどん分けていくと、これ以上分けられないものに到達するのではないかと考えた。そして、それをアトム(原子)と名づけた。鉄腕アトムのアトムだな。

これ以上分割できないという考え方、当時の私には斬新だった。なんとなく無限に小さくできるような気がしたからだ。ただ、これはむしろ現代では、なんとなく無限というのがわかったように受け入れられているからではないかという気もする。

一般に、原子のイメージは陽子?と中性子からなる原子核のまわりを電子が回るというもの。厳密には正しくないが、一般的な理解にはまずはこれで十分。

原子は電気的に中性なので、原子を作る陽子の数と電子の数はぴたりと一致する。中性である中性子はこの限りではないが、中性子の数はほぼ陽子と同数になる。

陽子(と電子)の数により、その原子の性質が変わってくる。歴史的な経緯を無視していうと、その陽子の数を原子番号といい、原子番号の1から順に水素、ヘリウム、リチウム…などと名前がつけられている。その名前が元素名。

番号で呼ぶよりニックネームの方がいいでしょ。そして、それらの元素は記号で表す。そうすると何かと便利だから。例えば水素ならばH、酸素ならばO、炭素ならばC、鉄ならばFeといったように。原子と元素の違いについては、「元素とは」を参照。

元素を原子番号順に化学的な性質にも注目して並べたのが周期表。

化学的な性質に関係するのは、主に外側にある電子の軌道(電子の分布の仕方)であり、原子核の中にある中性子の数は関係ない。そのため、陽子の数が同じで中性子の数が異なる原子は化学的に同じ性質を持ち、同位体と呼ばれる。

原子などの大きさ

原子の大きさは大体、1/10-10m=1/1000000000m、つまり100億分の1メートル。それに対して、一番小さい水素の原子核、つまり陽子は、大体1/10-15m=1000兆分の1メートル。どちらも小さすぎて訳わかんない。

そこでスケール変換。陽子の直径を1cmとすると原子の大きさはその105倍=10万倍、つまり10000cm=100m。東京ドーム(でなくてもいいけど)の真ん中に1円玉置いて、ドームを突き抜けたその周りに電子が広がっている(飛び回っている)といったイメージかな。

1円玉は直径2cmじゃないかと思ったアナタ、そう、アナタは正しい。しかし、今の場合はその差はどうでもいいのだ。どっちみち大体のアバウトな話をしているので。

ではその電子の大きさはというと、普通の意味ではもはや長さを捉えられない(量子力学抜きでは考えられない)ので、ここではおいておく。原子核よりもさらにはるかに小さいとだけは言っておきます。

小さな世界の気の遠くなるような世界ですね。

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初回更新:2012-04-27 (金) 19:22:08
最終更新:2012-04-28 (土) 11:36:31
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