電子雲と核力と原子核のまとまり。重水素イオン。

質問

重水素イオンは陽子１個中性子１個で正の電荷同士の斥力が発生せず、電子雲無しでくっつき合うそうですが、陽子が複数含まれる原子核については、周囲に自由電子雲が存在する事で核子が１箇所にまとまっているのですか。（荒野で古代イスラエル人を一つにまとめた雲みたいですが）

自由電子の動きによって陽子が振動する現象を考慮すれば、陽子と中性子の結合はユルユル、核子同士を結びつけている力（核力？）は微弱ですよね。

基本の質問で失礼しております。

回答No.1

maskoto · ベストアンサー

クーロンの法則により
マイナス電荷とプラス電荷は引き合います
だから、原子に含まれる電子が一個だけの場合は
原子核の外側へと陽子を引っ張り出そうとする力が働くことになります
→この力は、原子核のまとまりを破壊する方向へ作用すると言える
電子が2個なら、各電子と原子核の位置関係で様子は変わったものになります
電子Aと原子核と電子Bがこの順に一直線に並んだ場合は、２つの電子は
原子核の陽子を正反対の方向に同じ大きさの力で引っ張り合うので、結局電子からの力が全く働いていないときと同じ状況となり(合力0となり)、原子核をまとめる作用も
、まとまりを破壊する作用もないと言える
電子２つと、原子核が一直線に並ばないなら、その合力は原子核から陽子を引き離す方向へ作用するので、原子核を破壊する作用を持つと言える
電子が3個以上でも同じこと　
電子がうまい配置となり、合力0なら、陽子への作用はなし
合力0でないなら、原子核を破壊する作用を持つ
以上のことから、電子雲は、原子核をまとめるための働きはしていないと言えます
ただし、電子雲と原子核の間に働く電気的な力は、核力に比べてとても弱いので、
電子雲の力では、原子核のまとまりはビクともしないわけです

お礼

分かりやすい解説をありがとうございます。

電子２つならその中間点、電子３つ以上ならどの電子からも等距離の位置に原子核は留まるのですね。内側と外側と軌道の半径は様々なようですが。

もちろん電子は神出鬼没、絶えず動き回っているので、太陽系に似ていますよね。

太陽系の惑星（火星、地球、木星）が太陽を周回しても、太陽は重いし複数方向へ同時に引っ張られるので、ほぼ不動です。複数の電子が絶えず動き回って電子雲を形成していると、陽子も重くて複数方向へ同時に引っ張られるので、まとまったままわずかに振動するだけで位置は不動？

初心者の何となくの想像です。ありがとうございます。