No.1ベストアンサー
- 回答日時:
自由度の配分の仕方だけです。
単原子分子は三次元空間にあって三方向の自由度があります。
二原子分子は三方向に移動するほか一方を中心に回転する仕方が二通り、結合が伸縮する仕方が一通り、合わせると自由度は六つで、二つの原子に三つずつの自由度と一致します。
多原子分子になると非常にややこしくなりますが基本的に自由度は三×原子の個数で決まります。
この回答への補足
回答ありがとうございます。
回転や振動運動というのは、分子間で起こる運動であり、
原子自身そのものが1つで回転や振動を起こすというものではなかったのですね。
原子同士の回転や結合の伸縮による振動のエネルギーという理解で合っていますでしょうか?
No.4
- 回答日時:
#2です。
>原子分子以上の気体では運動エネルギーとして
もう一度質問をよく読むと、運動エネルギーとしてと書いてありますね。
そういう意味では、原子核や電子は回転運動や振動をしているという
状態では無いので、運動エネルギーと言える回転状態や振動状態は
持っていません。
回転のエネルギーは原子核の核スピン、電子の軌道角運動量、電子スピンとしてすべて量子化されています。
したがって古典的な回転運動による運動エネルギー=回転エネルギーに近い概念は
量子化されたある角運動量をもつ状態のエネルギーということになります。
これを変化させるということは、たとえば電子を異なる角運動量量子数の
軌道に励起するということになります。
このような変化を引き起こす外部からの相互作用は光を当てる、電子を当てるなどが相当します。
原子での水素原子の吸収でみられれる線スペクトルはこのような
光と電子の相互作用により原子の角運動量が変化した結果であって、
古典力学的に言う回転エネルギーが変化したと言えると思います。
No.3
- 回答日時:
原子自体の回転運動はという問いだと思います。
#2では原子自体の回転は核スピンだとしておられますが少し飛び過ぎているように思います。原子のスケールで原子の回転を考えるとどういうものが対応するかという問いです。
原子の周囲にある電子の分布全体をある速さで回すというのが対応することになります。これは全ての電子の軌道角運動量を変化させる運動になるでしょう。
このような運動は起こりうることでしょうが非常に高い温度でしか実現しないでしょう。
こういう記述がバーローの「物理化学」に載っています。
No.2
- 回答日時:
回転や振動のエネルギー準位が2原子分子の場合とだいぶ違っていていて
通常の温度からするとずいぶん高い領域になってしまいます。
したがって、通常の気体の比熱などを考える上では無視するということです。
たとえば、2原子分子の場合の回転運動は構成する2つの核の
位置関係による運動であるのに対して、単原子分子の回転運動は
核自身の角運動量=核スピン(+厳密には電子の総核運動量)
ということになります。
この核スピンのエネルギー準位は通常の室温付近のエネルギー準位で
励起されるような領域にないので、観測されません。
振動についても同様でそのような準位無いわけではないのですが、
観測範囲外になってしまいます。
つまり、回転や振動のモードは存在するが、2原子分子の場合のような室温の温度レベルで励起されるようなエネルギー領域に無いために
観測されないというのが答えでしょう。
準位が存在すると書きましたが、
おそらく、単原子分子の核の核運動量に影響を与えるようなエネルギーを
単原子分子に与えた場合には原子はイオン化してしまい、
そもそも単原子分子とは言えない状態(つまり原子核のみとか)になってしまうので、実際にはそのような原子状態は存在できないと言うほうが正解のように思います。(原子核にだけ核運動量を与えるような方法があれば別ですが)
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 大学・短大 多原子分子のスペクトルについて 2 2022/10/27 16:12
- 物理学 モーターについて考えています。 6 2022/12/28 20:07
- 物理学 参考書にこのようなことが書いてありました。 粒子のエネルギーをE、確率波の振動数をv、波長をλ、運動 2 2023/03/05 19:45
- 物理学 物理この問題教えてください バネ振り子のエネルギー保存則で、 おもりを離すとその後、自然長の位置を中 2 2023/01/23 00:23
- 物理学 高校の物理について質問です。 画像の問題の⑴なのですが、回答にある「運動エネルギーが弾性エネルギーに 5 2023/08/23 10:55
- 物理学 『四次元温度』 2 2022/05/09 11:07
- ダイエット・食事制限 朝の有酸素運動に関する質問です。 朝、何も食べないで有酸素運動すると、体が脂肪をエネルギーに変えると 2 2022/05/12 07:50
- 筋トレ・加圧トレーニング 朝の有酸素運動に関する質問です。 朝、何も食べないで有酸素運動すると、体が脂肪をエネルギーに変えると 3 2022/05/12 07:51
- 物理学 電子レンジが物を加熱する仕組みについて 吸収できるエネルギーに限界値はあるのか知りたい。 表題の通り 4 2022/05/06 20:10
- 物理学 対消滅について,大学の物理者(教授,准教授)の方に,教えてgooです 2 2022/07/27 21:51
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
原子・分子一個の質量の計算
-
N,N-ジメチルアニリンのN,N-っ...
-
塩化バリウム水溶液に硫酸ナト...
-
ダイヤモンドの燃焼熱
-
メチレンはないのに、メチレン基?
-
酸化・還元
-
結合の方向性
-
アルケンの平面構造について教...
-
実在気体の排除体積について
-
ナトリウムと水の化学反応式は ...
-
SF4、SF6の中心のS原子...
-
【高校化学/有機化学】 Q.ケ...
-
酸化銀の化学反応式
-
金という鉱物はなぜ薄く延ばせ...
-
高1化学の問題です
-
アボガドロ数の求め方
-
プロパンの水素原子にこを塩素...
-
ボーアモデルと量子力学的モデ...
-
フロン命名法 末尾の「異性体...
-
複数の反応式がある場合の化学...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
ナトリウムと水の化学反応式は ...
-
フッ化アルゴン とは?
-
酸化・還元
-
N,N-ジメチルアニリンのN,N-っ...
-
化学基礎の問題です。 下線部の...
-
チオ硫酸ナトリウムのチオって??
-
アンモニウムカチオン中の正電...
-
同一化合物、構造異性体、ジア...
-
メタノールの酸化数はなんです...
-
化学 示性式についての質問です...
-
EDSの半定量分析結果の使い方
-
PF5のP原子はどのような混...
-
化学基礎 イオン反応式 Al + H...
-
アセチレンの燃焼の化学反応式
-
違いを教えて下さい。
-
二酸化窒素の構造
-
金という鉱物はなぜ薄く延ばせ...
-
高校1年生です 化学のアルミニ...
-
結合の方向性
-
銀鏡反応
おすすめ情報