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原子で書いた文字「 PEACE ’ 91 HCRL 」．白い丸は MoS 2 結晶上の硫黄原子．走査型トンネル顕微鏡写真．

原子で書いた文字「 PEACE ’ 91 HCRL 」．白い丸は MoS 2 結晶上の硫黄原子．走査型トンネル顕微鏡写真．. P18 図１－２５. 走査型トンネル顕微鏡. プローブ. 表面. P18 図１－２４. 走査型トンネル顕微鏡. プローブ. 表面. P18 図１－２４. 走査型トンネル顕微鏡. プローブ. 表面. P18 図１－２４. ビリヤードの玉の運動は予測できる．. ビリヤードの玉 ＝ 原子 なら 「運命」は決まっている！. P1 図１－１. ニュートンの運動方程式 F = m a.

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原子で書いた文字「 PEACE ’ 91 HCRL 」．白い丸は MoS 2 結晶上の硫黄原子．走査型トンネル顕微鏡写真．

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Presentation Transcript

  1. 原子で書いた文字「PEACE ’91 HCRL」．白い丸はMoS2結晶上の硫黄原子．走査型トンネル顕微鏡写真． P18図１－２５

  2. 走査型トンネル顕微鏡 プローブ 表面 P18図１－２４

  3. 走査型トンネル顕微鏡 プローブ 表面 P18図１－２４

  4. 走査型トンネル顕微鏡 プローブ 表面 P18図１－２４

  5. ビリヤードの玉の運動は予測できる． ビリヤードの玉 ＝ 原子 なら「運命」は決まっている！ P1図１－１

  6. ニュートンの運動方程式 F = m a • 質量が同じなら，加速を大きくするためには，より大きな力が必要． • 同じ加速をするとき，質量の大きいものは，より大きな力が必要．　etc.

  7. ニュートンの運動方程式 F = m a • 質量が同じなら，加速を大きくするためには，より大きな力が必要． • 同じ加速をするとき，質量の大きいものは，より大きな力が必要．　etc.

  8. 未来を予測する方法 ニュートンの運動方程式　 F = m a 力Fと質量ｍがわかっていれば，加速度aがわかる． 加速度がわかれば，未来の速度がわかる． 未来の速度がわかれば未来の位置がわかる． 古典力学では，運命は決まっている！

  9. 量子力学と古典力学の関係 量子力学的粒子 P7図１－６ 量子力学では，未来は不確定！

  10. 量子力学 全ての物体で成り立つ 古典力学 大きな物体でのみ成り立つ 古典力学が正しい領域 古典力学による値 ある物理量 量子力学による値＝真の値 小 粒子の大きさ 大

  11. 分子シミュレーション 古典力学で近似可能な範囲 巨視的（マクロ） 　　　惑星の運動 　　　リンゴの落下 　　　コロイド粒子の運動（ブラウン運動など） 　　　分子全体の運動（並進・回転） 　　　分子内の原子の振動 　　　原子・分子内の電子の運動 　　　原子核内の陽子・中性子の運動 微視的（ミクロ） 古典力学で近似可能 古典力学で近似不可能 →　量子力学計算必要 P6図１－５

  12. 273.1K 0.4kPa 353.5K 30kPa 単分子吸着層のスナップショット

  13. 斥力 引力

  14. 原子・分子間に力が はたらくのはなぜか？

  15. 自然界の４つの力 • 　重力（万有引力）：　質量を持った粒子間に働く力 • 　電磁気力：　電場および磁場に関係する力 • 静電気力：　電荷の間に働く力 → 原子・分子の世界の主役 • 静磁力：　磁荷の間に働く力 • 電場と磁場の両方が関与する力：　電磁波等に関係 • 　強い力：　原子核を保持している力 • 　弱い力：　β崩壊等に関係する力 P8図１－７

  16. 　＜静電気力の特徴＞ • 同符号の電荷（＋と＋，－と－）は反発しあう． • 異符号の電荷（＋と－）は引き合う． • 距離が近いほど大きな力が働く． p8式（１．９）

  17. イオン性結晶 _ _ + + _ _ + + _ _ + + P9図１－８

  18. 原子が結合して共有結合を 作ろうとするのはなぜか？

  19. 結合状態の水素分子 解離状態の水素分子 P10図１－１０，１１

  20. 共有結合時の電子雲 P10図１－９

  21. 極性分子 ＋ H ― O H ＋

  22. 双極子モーメント p = qR P11図１－１２

  23. + + + + + + - - - - - - 　イオン－双極子相互作用 　 双極子－双極子相互作用 －

  24. 無極性分子にはたらく力も 静電気力で説明できるか？

  25. ＋ ＋ ― 原子核 電子

  26. ＋ ― ＋ 電子 原子核

  27. 誘起双極子 ＋ ＋ ― ・ 原子核 正電荷 電子雲 P12図１－１５

  28. 双極子－誘起双極子相互作用 永久双極子 誘起双極子 P13図１－１６

  29. 永久双極子 誘起双極子 ＋ ＋ ― ― ・ ＋ 原子核 電子雲

  30. 誘起双極子－誘起双極子相互作用 （＝分散力もしくはファンデルワールス力） P13図１－１７ ファンデルワールス力の原因は 重力（万有引力）ではない！

  31. 同系列の分子では，一般に分子量が大きいほど同系列の分子では，一般に分子量が大きいほど 分散力は大きくなるのはなぜか？ （炭化水素ではメタン，エタン，プロパンの順で 分散力は大きくなるのはなぜか？）

  32. ー 氷(Ih)の結晶構造 ＋ ー P15図１－１９

  33. メタンハイドレート P15図１－１９

  34. DNA アデニン(A) － チミン(T) グアニン(G) － シトシン(C)

  35. 薬が効くしくみ

  36. 水と油（例えばベンゼン）分子の間には引力がはたらくか，斥力がはたらくか？水と油（例えばベンゼン）分子の間には引力がはたらくか，斥力がはたらくか？

  37. 斥力 引力

  38. 誘起双極子 ＋ ＋ ― ― ・ ＋ 原子核 電子雲

  39. 水と油が分離するのはなぜか？

  40. 水素結合 水と油が分離する理由 ― ＋ ―

  41. 「わかる」とは， 基本的な法則・事実を把握すること． 「バカの一つ覚え」的対応が可能となる．

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