原子核に例外がある？

Question

原子核は陽子と中性子から構成されていますが、
唯一例外があるとききました。
それはなんですか？
ちなみに、水素、水素分子、水素原子核、などではないそうです。
どうしてですか？

rei00 · Accepted Answer

ペ－パ－薬剤師で天然物化学研究者の rei00 です。ですので薬学部出身，薬化学の講義も当然受けましたというか，有機薬化学講座出身です。

　ですので，一応薬化学の専門家として答えますが，原子核に関しては経験者程度です。

　薬化学では「ハイパー核」までは出てきません。出てきても雑談の類でテストに出る事はありません（と思います）。

　hitsuyu さんが sanekazura さんのお礼に書かれている『「原子は電子と原子核からなり、原子核は唯一の例外〇〇を除いて陽子と中性子からなる」この文が書かれたプリントを配り〇〇を埋めろといわれたんです。それで、先輩方の間違った答えとして水素、水素分子などがあげられてました。』がその通りだとすると，次の事が考えられます。

　御質問には「水素原子核」が間違った答えとして入っており，上記のお礼の中には入っていませんが，どちらなんでしょうか。

　答えは「水素原子」あるいは「水素原子の原子核」しかないと思います。では，なぜ「水素、水素分子、水素原子核、などではない」かですが。

　「水素」は物質の名前であり，「水素分子」は分子の名前で，どちらも問われている「原子核」あるいは「原子」の名前ではありません。また，「水素原子核」といった呼び方はしなかったと思います（siegmund さん合ってますか？）。

　これらの理由から，「水素、水素分子、水素原子核」が誤った答えだという先生の指摘になったのではないでしょうか。

rei00 · Answer

おそらく何かの間違いだと思います。

全ての原子核は陽子と中性子から構成されており，唯一の例外は水素原子で，水素原子の原子核は陽子のみです。

参考 URL に「50年をかえりみる　原子核構造理論の発展と現在--殻模型を中心として--」と題する，理化学研究所・有馬朗人先生の「戦後より現在まで50年間の原子核構造理論の発展における日本の寄与について述べ」た文章をあげておきますが，この中にも御質問の内容に合いそうな記述は出てきません。

参考URL：http://www.jssst.or.jp/jps/jps/butsuri/50th/noframe/50(10)/50th-p706.html

noname#25358 · Answer

カーボンボール原子のことでしょうか？

　でもこれにしたって唯一の例外ってほどのこともないですね(^_^;
　炭素を６０個とか１５０個とか組み合わせるとボールになります。これをカーボンボールと言います。
　このボールの中に原子を入れると、電子がボールの外側を回転し、さも、そのボールが原子核であるかのように振る舞います。

siegmund · Answer

rei00 さんと同意見です．

反水素原子(反陽子が原子核)の類の話じゃないですよね．

heichan · Answer

原子核の話からそれてしまうかもしれませんが、
中性子星という天体は中性子だけの塊だと聞いた事があります。
陽子と中性子の組み合わせで構成されない物質、
というニュアンスで例外と呼べないでしょうか。
それ意外は思い当たりませんねー。

sanekazura · Answer

陽子、中性子だけでないものから構成されている原子核というのは存在します。

「唯一例外」という表現があてはまるかどうかは微妙ですが。

陽子、中性子のようにクォーク３つからなる粒子をハドロンとよびますが
陽子、中性子以外のハドロンが原子核に束縛されているものも
原子核と呼べます。

たとえば、陽子、中性子の次に軽いハドロンであるΛ（ラムダ）粒子が
はいった原子核はハイパー核、またはハイパー原子核なんて呼ばれてます。
人間の感覚からいくとすぐに崩壊するみたいですが。
下のＵＲＬでやさしくハイパー核についてかいてありました。

もし正解がこれだとするとどういうシチュエーションででてきたのでしょうか？

参考URL：http://ccwww.kek.jp/public/class/nucleus/hyper.html

siegmund · Answer

siegmund です．

ハイパー核のことはちょっと気づきませんでしたが，
単に原子核と言ったときにハイパー核も含めるかどうかは微妙なところですね．
手元の理化学辞典を見ると，原子核は陽子と中性子から成る複合粒子
だと書いてあります．
物理学辞典も本質的に同様の内容です．
一方，ハイパー核の方を見ると
理化学辞典：
「原子核を構成する核子のうち1個または複数個を
ストレンジネスをもつバリオン(Λ粒子やΣ粒子など)で置き換えたものをいう」
物理学辞典：
「奇妙さ(ストレンジネス)をもつ重粒子(Λ粒子やΣ粒子等)を含む原子核」
とあります．
正確な定義云々より，今どういうレベルあるいは分野の話をしているかで
変わると考えるべきでしょう．
普通，物理学者に「原子核の構成要素は？」と聞いたら，
「陽子と中性子」という答が返ってくるでしょう．

で，もとの hitsuyu さんの質問ですが，
薬化学の授業で，ハイパー原子核の話とはちょっと信じられません．
ハイパー原子核なんて物理学科の学部の授業でもまず出てこないでしょう．
もしかすると，
原子核の理論あるいは実験の卒論や論文購読の
レベルなら出てくるかも知れませんが...
hitsuyu さんの「原子は電子と原子核からなり、原子核は唯一の例外〇〇 
を除いて陽子と中性子からなる」 
という文からしますと，○○は水素としか思えませんね．

最初に rei00 さんが書かれているように，
やっぱり何かの間違いと思います．

siegmund · Answer

siegmund です．

rei00 さん：
> 「水素」は物質の名前であり，「水素分子」は分子の名前で，
> どちらも問われている「原子核」あるいは「原子」の名前ではありません。
> また，「水素原子核」といった呼び方はしなかったと思います
>（siegmund さん合ってますか？）。 

水素分子は明らかに間違いですよね．
単に「水素」はどうか？
確かに，rei00 さんの言われるとおり，水素は物質の名前で原子核のことではないですが，
そこまで文章にこだわるかという気もします．
状況からして，「水素」と書いてあっても「水素の原子核」を意味することだと
容易に想像がつきます．
入試問題でも作るのならともかく，学生の答案にそこまでやりますかね？

「水素原子核」という言い方をするか？
私は使っています．
念のため，物理学辞典(培風館)をあちこちひっくり返してみました．
He原子核，ウラン原子核，等という表現が載っています．
物理学辞典は物理学界の権威が細心の注意を払って書き，
かなりのチェックも入っていますから，
あまりおかしな表現が見過ごされて載っているとも思えません．
「水素の原子核」ならＯＫ？
まさかと思いますが...

結局，何かの間違いか，それとも「水素の原子核」の「の」が入っていないと
ダメというような話か，
それくらいしか考えられませんね．

これは，質問者の hitsuyu さんが，
先生に「ずいぶん考えたんですがわかりません．教えてください」と言って，
結果をここに書いていただく一手ですね．

guiter · Answer

素粒子物理を専門としているものです。 

思いついたものをいくつか。 （すでに皆さんが書いてますが）
・反原子の原子核　　→　　唯一でない
・ハイパー核　　　　→　　唯一でない、原子核？
・中性子星　　　　　→　　原子核？
・ダイバリオン（クォーク６つからなる複合粒子）→　　発見されていない

どれも微妙なところですね。
私なら水素原子核と答えます。


回答からそれますが、
ハドロンという言葉をもう少しきちんと書いておきます。
クォーク３つからなる粒子をバリオン (重粒子)、
１個のクォークと１個の反クォークからなる粒子をメゾン (中間子) 
そして、これらの総称をハドロンと言います。

rei00 · Answer

rei00 です。質問者の hitsuyu さんが先生の意見を紹介して下さるとの事で，回答待ちで一件落着のようですが，折角 siegmund さんからの返事がありましたので，私も一言。

siegmund さんがお書きの『単に「水素」はどうか？ （中略）そこまで文章にこだわるかという気もします．状況からして，「水素」と書いてあっても「水素の原子核」を意味することだと容易に想像がつきます．入試問題でも作るのならともかく，学生の答案にそこまでやりますかね？ 』について：
　私もそう思います。実際，先の回答を書く時にも，一度は「水素あるいは水素原子核」と書いたくらいです。ただ，「水素、水素分子、水素原子核、などではない」を正しいものと考えると，そういった細かい点を問題にしているのかもしれないと思った次第です。

siegmund さんがお書きの『 「水素原子核」という言い方をするか？ 私は使っています．念のため，物理学辞典(培風館)をあちこちひっくり返してみました．He原子核，ウラン原子核，等という表現が載っています．』について：
　そうですか，わざわざ物理学辞典まで引いて下さって申し訳ありません。本来なら回答を書く前に私が調べるべきものでしたね。先にも書きましたが，私も最初は「水素原子核」と書いたものの，これが違う理由を考えているうちに「そんな表現有ったかな」と思い出し，先の回答になった次第です。回答時にはきちんと裏をとらないとダメですね（反省）。

siegmund さんがお書きの『結局，何かの間違いか，それとも「水素の原子核」の「の」が入っていないとダメというような話か，それくらいしか考えられませんね． 』について：
　そうですよね。私もそう思います。

　来週の水曜日が楽しみですが，私個人的にはこの問題を出した薬化学の先生が気になりますね。「薬化学」ですよね。「○○薬化学」とか「医薬品化学」の略とかではなく。まさか，私が知っているあの先生じゃないだろうな・・・。

原子核に例外がある？

おそらく何かの間違いだと思います。

カーボンボール原子のことでしょうか？

rei00 さんと同意見です．

原子核の話からそれてしまうかもしれませんが、

この回答への補足

陽子、中性子だけでないものから構成されている原子核というのは存在します。

siegmund です．

ペ－パ－薬剤師で天然物化学研究者の rei00 です。

この回答への補足

siegmund です．

この回答への補足

素粒子物理を専門としているものです。

rei00 です。

この回答への補足

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