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?

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A 回答 (11件中11~11件)

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/nofr …(10)/50th-p706.html
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この回答へのお礼

お答えいただいてありがとうございます。

お礼日時:2001/04/22 14:59

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Q高校の原子分野についての質問です。 原子核反応において、原子核同士を衝突させたときと原子核に中性子等

高校の原子分野についての質問です。

原子核反応において、原子核同士を衝突させたときと原子核に中性子等の粒子をぶつけたときの反応は違うものなのでしょうか??

教えてください

Aベストアンサー

No.4です。ちょっと用語の使い方が適切ではなかったかもしれません。
鉄より軽い元素が「核融合」で作られると書きましたが、鉄より重い元素も「核融合」で作られます。
その意味で「鉄より軽い元素は、発熱反応の核融合」で作られ、「鉄より重い元素は、吸熱反応の核融合」で作られる、と書くべきなのでしょう。

学問的に正確に書くとどうなるのか、ちょっと自信がありません。とりあえずイメージ的な話として書きました。
「正確」に知りたければ、その筋の「書籍」なりを読んでください。

Q水素を構成する陽子、中性子、陽電子、陰電子の数は?

太陽では核融合で「陽子がヘリウム原子核に変換している」といったり、「水素がヘリウム原子核に変換している」といったりします。
水素(ばかりとは限りませんが)には紛らわしい呼び名や物質が沢山あります。そこで次の各物質の構成要素の数を纏めておきたいと思います 。
質問の丸投げはいけないかと思い、苦し紛れに書き出してみました。左から順に、P(陽子)、N(中性子)、+(陽電子)、-(陰電子)の個数です。誤っている所を訂正し、末尾の?のうち著しく不適当な所はご意見をお聞かせ下さると有難いです。

―――――――P、N、+、-
陽子―――――1、0、1、0(水素原子核の別名?)
水素イオンー-ー1、0、1、0(陽子の別名?)
軽水素(原子)ー1、0、1、1(水素原子の別名?)
水素原子核――1、0、1、0(陽子の別名?)
水素原子―――1、0、1、1(誤解がなければ水素という?)
水素分子―――2、0、2、2(誤解がなければ水素という?)
重水素――――1、1、1、1
重水素の分子―2、2、2、2
三重水素―――1、2、1、1
三重水素の分子2、4、2、2
四重水素―――1、3、1、1
四重水素の分子2、6、2、2

なお、当方は大目に見ても高校生の知識しかありません。また、考えたり調べたりしないと回答を読解できないことがありますので、お礼には幾晩も要する可能性があります。
よろしく、お願いします。

太陽では核融合で「陽子がヘリウム原子核に変換している」といったり、「水素がヘリウム原子核に変換している」といったりします。
水素(ばかりとは限りませんが)には紛らわしい呼び名や物質が沢山あります。そこで次の各物質の構成要素の数を纏めておきたいと思います 。
質問の丸投げはいけないかと思い、苦し紛れに書き出してみました。左から順に、P(陽子)、N(中性子)、+(陽電子)、-(陰電子)の個数です。誤っている所を訂正し、末尾の?のうち著しく不適当な所はご意見をお聞かせ下さると有難いで...続きを読む

Aベストアンサー

そもそもこの表で「陽電子」を書く欄があるのは可笑しい(陽電子に出番はない)ので、単純に電荷として考えてみると良いでしょう。

陽子・・・・・・・・・・・P1、N0、E0、+
水素イオン・・・・・・・・P1、N0、E0、+
軽水素・・・・・・・・・・P1、N0、E1、0
水素原子核(=陽子)・・・P1、N0、E0、+
水素原子(=軽水素)・・・P1、N0、E1、0
水素分子(水素原子×2)・P2、N0、E2、0
重水素原子・・・・・・・・P1,N1、E1、0
重水素分子・・・・・・・・P2、N2、E2、0
三重水素原子・・・・・・・P1、N2、E1、0
三重水素分子・・・・・・・P2、N4、E2、0
四重水素原子・・・・・・・P1、N3、E1、0
四重水素分子・・・・・・・P2、N6、E2、0

※Pは陽子とその数、Nは中性子とその数、Eは電子とその数、最後の数字は全体的な電荷を表す。

Q陽は正の電気を持ち、中性子は中性である。 そのため、狭い原子核内では電気的に陽子は強く反発し合い、ま

陽は正の電気を持ち、中性子は中性である。
そのため、狭い原子核内では電気的に陽子は強く反発し合い、また中性子と陽子は結びつかないので、
これらの互いに重力が弱くしか効かない(質量の小さい)粒子から成る原子核はバラバラになるはずである。
なのに、実際には殆どの原子は安定して存在する。
この理由を簡潔に記せ。

至急この問題の答えを教えてほしいです。

Aベストアンサー

簡潔に書くなら「強い相互作用が働いているから」です。

強い相互作用は中性子や陽子とを結びつける力です。力の強さは電磁相互作用の100倍以上なので、陽子同士の反発に打ち勝って中性子や陽子を結びつけています。

みんな大好きWikipedia「強い相互作用」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%B7%E3%81%84%E7%9B%B8%E4%BA%92%E4%BD%9C%E7%94%A8

Q水素原子の核(陽子)の構造について

水素原子核(陽子)の構造について教えてください。宇宙が誕生して、陽子がどのように、誕生したのかについても教えてください。

Aベストアンサー

陽子の構造について説明するだけでも大変です。核子は3つのクォークから構成されますが、その中でも陽子のクォーク構成は、uudとなります。この3つのクォークの質量を加えても陽子の質量には不足します。陽子の質量を説明する方法が、「自発的対称性の破れ」、陽子の場合には、「カイラル対称性の破れ」になります。クォークは電荷も2e/3,-e/3など素電荷の分数倍です。単独でこのような半端な電荷を取り出すことはできません。クォークとクォークを結びつける力が強いからです。この結びつける力を媒介するのがグルーオンです。尚、陽子の質量だけでなくスピンについても、クォークスピンの和で陽子スピンを説明することはできません(EMCの実験)から、結構複雑ですね。
ここまで、長々と書きましたが、理論抜きでこのようなことを覚えても何の意味もありません。ただ意味も分からず鵜呑みしただけの知識は無意味です。詳しくは、QCDの理論を学んで下さい。

Q気体分子運動論 2原子分子 3原子分子 なぜ振動は

こんにちは、気体の分子運動論について確認させてください。また質問をさせてください。どうぞ宜しくお願いします。

気体の運動エネルギーを考える際、
単原子分子の場合、内部エネルギーの変化 ΔU = 3/2 nRΔT
となりますが、この3の意味は単原子分子のとる自由度の数だと教わりました。
そしてその自由度とは、XYZ方向への並進運動とのことですね。

二原子分子の場合、これら3自由度の並進運動に加え、回転の自由度を加えるとのことでした。
回転は、二原子分子の線分をたとえば、z軸にそろえて載せた場合、X軸を回転軸とする回転、Y軸を回転軸とする回転の二つが加えられる。したがって、合計5の自由度があり、ΔU = 5/2 nRΔT
となる。

Q1: もうひとつZ軸を軸とした回転(つまり鉛筆を両方の掌ではさんで回すような回転)については、他の二回転に比べて運動エネルギーが小さいため考えない、と理解しているのですが、いかがでしょうか。

Q2:並進、回転運動の他にも、自由度として振動が考えられますが、なぜこれは加えないのでしょうか。

また、三原子分子の場合は、二通りあり、直線分子の場合、非直線分子の場合に分けられると知りました。ただ、三原子分子の場合の内部自由エネルギー変化についての式が与えられておらず、考えてみました。
Q3: 直線分子の場合、二原子分子と同じ考えで、並進、回転運動の自由度の合計は5となりそうですが、どうでしょうか。ただ、ここでも振動をどう扱うのか分かりません。振動の自由同は、三原子直線型分子の場合、4つあるようですが、これらの振動は考慮しなくて良いのでしょうか。

Q4: 非直線分子の場合、回転の自由度は一つ増えて合計3になるそうですが、これは、先程、二原子分子の際に考慮に入れなかった回転、Z軸を回転軸とする回転、が無視できなくなった、ということでしょうか。すると、ΔU = 6/2 nRΔT となりそうですが、いかがでしょうか。

また、しつこいようですみませんが、振動はどうなのでしょうか。非直線分子の場合、振動の自由度は3あるそうですが、このことは内部エネルギー変化を考える場合に考慮に入れる必要はないのでしょうか?

以上となるのですが、私の理解があっているかどうかも含め、是非質問に回答頂ければ幸いです。どうか宜しくお願いします。

分かり難い記述があるようでしたら、訂正いたしますゆえ、どうか重ねて宜しくお願いします。

こんにちは、気体の分子運動論について確認させてください。また質問をさせてください。どうぞ宜しくお願いします。

気体の運動エネルギーを考える際、
単原子分子の場合、内部エネルギーの変化 ΔU = 3/2 nRΔT
となりますが、この3の意味は単原子分子のとる自由度の数だと教わりました。
そしてその自由度とは、XYZ方向への並進運動とのことですね。

二原子分子の場合、これら3自由度の並進運動に加え、回転の自由度を加えるとのことでした。
回転は、二原子分子の線分をたとえば、z軸にそろえて載せた場合、X軸...続きを読む

Aベストアンサー

>振動は含めないと言うことは、考慮すべきは並進運動と回転運動ですが、並進運動
>は常にXYZの三つ、回転については直線型分子だと2、屈曲した分子ならば3と、「常
>に」考えてもよいでしょうか。
>
>『Q4:これも、ご推察のとおりです。3個以上の原子からなる"剛体"としての
>分子の場合、古典物理学的には自由度は最大6なのですね。』
>ということは、この考えは正しいかと存じますが、いかがでしょうか。
>例えば、4原子分子の場合でも、直線ならば回転は2、屈曲ならば3でしょうか。
>
>複雑な形をした分子、例えば、人間のように四肢があるような形をした分子の場合、
>右手だけの回転、左足だけの回転、など複雑な回転機構が考えられそうですが、剛
>体と考えるならば、このような回転の自由度は考慮しなくてよさそうですが、いか
>がでしょうか。

 はい、そのとおりです。
 3原子分子以上の多原子分子でも、直線状の分子なら、回転の自由度は2、それ以外の形状なら回転の自由度は3となります。どんなに複雑な形状を持つ分子の場合でも、剛体なら、回転の自由度は2または3となります。これは、次のように説明されます。
 多数の粒子が、互いの相対的な位置関係を崩さないで、まとまり(粒子系)を作っているとします。つまり"剛体"を、極く小さな構成粒子の集団と見なしてしまおうということですね。
 任意の座標系を用意して、粒子系の全ての粒子の座標を確定するには、何種類の情報が必要なのかを数え上げたのが、自由度と呼ばれる数値です。
 そのうち、特に、粒子系の中の任意の1つ(Pとしましょう)に固定した座標系(Pは座標の原点に在るものとします)を考え、物体系が任意の回転をしたとき、他のすべての粒子(Qi)の位置を表そうとすれば一体いくつの情報量が有れば済むのかを数え上げたものを、回転の自由度と呼ぶのです。剛体の回転を考える時には、粒子間の相対的な位置が確定しています(互いの相対的な距離は変わりません)から、必要な情報は、Qiが、Pから見て、x軸周りにθ、y軸周りにφ、z軸周りにδ回転した、という情報だけです。
 たとえば、地球から見ると、各星座は一斉に同じ方向に日周・年周運動しているように見えます。これは、地球と星座を作っている恒星とが、相対的な位置関係を保ったままになっているので、或る天体(地球)から見て、任意の恒星(ペテルギウス)の回転さえ知ることができれば、他の任意の恒星位置が確定されるのと同じことです。
 つまり、θ,φ,δの3つの情報を知ることができれば、全てのQiの、Pに対する相対的な位置を確定できるわけです。このことを、回転の自由度が3であるというのです。
 ただし、物質系の粒子の位置関係によっては、θ,φ,δのどれかが何°であっても位置関係確定には影響しないこともあります。たとえば、x軸上に全ての粒子が配置されているとき、x軸周りの回転角度θがいくつかという情報は価値がありません。無意味ですね。このような場合は、回転の自由度がθの分だけ、1つ減ることになります。しかし、多粒子系なら、2方向の軸周りの回転情報が同時に無意味になることはありえません(x軸上とy軸上の2つの軸方向にすべての粒子が並ぶというようなことはあり得ません)から、剛体の回転の自由度は最低でも2、最大でも3なのです。

>振動は含めないと言うことは、考慮すべきは並進運動と回転運動ですが、並進運動
>は常にXYZの三つ、回転については直線型分子だと2、屈曲した分子ならば3と、「常
>に」考えてもよいでしょうか。
>
>『Q4:これも、ご推察のとおりです。3個以上の原子からなる"剛体"としての
>分子の場合、古典物理学的には自由度は最大6なのですね。』
>ということは、この考えは正しいかと存じますが、いかがでしょうか。
>例えば、4原子分子の場合でも、直線ならば回転は2、屈曲ならば3でしょうか。
>
>複雑な形をした分...続きを読む


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