希ガスの例外（？

質問

正電荷と負電荷の中心がずれている故、イオンでない希ガス原子同士（アルゴンとか）が互いに引力を及ぼしあう状況ってありえるんですか？

回答No.3

apple-man

Ｎｏ．２のご回答の分極という考え方でいいと
思いますが、電場は必要ありません。

＞オリジナルの問題は「正電荷と負電荷の中心がずれているために、イオンで無い原子（アルゴン等）同士が互いに引力を及ぼしあう状況を考えろ」というものなのですが、

　どういったレベルで回答するかにより、内容が
多少変わってきます。

　大学１、２年のレポートということなら、
こんな感じです。

「量子力学でいう不確定原理により起こる
　零点振動などの理由により、イオンで無い
　原子（アルゴン等）の内部にも電荷の偏り、
　いわゆる電気双極子が生じており、この分極に
　より生じたプラスとマイナスの電荷間の
　クーロン力が引力の原因となることがある。
　一般にはファンデルワールス力と呼ばれて
　いる。」

うまく説明してくれているページがみつかり
ませんでしたが、

http://search.goo.ne.jp/web.jsp?UI=web&TAB=web&from=&JP=1&DE=2&OCR=0&CK=0&QGR=1&IME=1&QGA=1&MT=%C9%D4%B3%E8%C0%AD%A5%AC%A5%B9%A1%A1%CE%ED%C5%C0%BF%B6%C6%B0&DC=10&ET=&web.x=0&web.y=0

　の一番上のヘリウムの説明にそれらしき内容が
あるのが分かると思います。

　参考ＵＲＬの
「この力は、主に中性で無極性な分子内の電子分布であっても、常に対称、無極性ではなく、瞬間的には非対称な分布となる場合があり、・・・」

　といったあたりの説明です。

　ご質問者の方、大学生なら
「キッテルの固体物理学」
という本（大学の図書館に必ずあると思います）
に１、２ページ割いて
もう少し詳しい説明があったと
思いますので、よかったら参考に
してみて下さい。原書は英文ですが、
丸善から翻訳本（上下）が出ています。

　なお
＞どういったレベルで回答するかにより・・・

　と書きましたが、厳密にはまだ謎の部分がある
現象なんです。ファンデルワールス力という言葉
自体は高校の教科書にも出てくるほど一般的な
ものですが、ときに分子間力という言葉と
混ぜて使ってあったりして、分子間には
どうやら複雑な力が働いているらしいと
いうことが匂わしてあります。
　私の説明でも、零点振動などの・・・
と書きましたが、本当にそれだけか？
というところは結論がまだないんです。
　ですからご質問が大学院レベルとか
いうことになると、答えももう少し
違ってきます。

　宿題か何かで、とりあえず答えられれば
いだけかもしれませんが、
深く考えて調べていくと結構
面白い問題ですよ。
　いい結果が出ればノーベル賞取れる
かもしれない！本当に！

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%AB%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%82%B9%E5%8A%9B,

回答No.2

burntsienna

いわゆる電子分極が起きた状態のことでしょうか？

　原子は正電荷を持つ原子核と負電荷を持つ電子雲で構成されるため、電場がかかると電子雲がわずかに変位し、クーロン力が核と電子雲に働いて電場で釣り合い、電気双極子モーメントが発生します。

　その問題の最も簡潔な答えは「電場がかかっている状況」でしょうか。アルゴンが電場をかけることによって電子分極し、引力を及ぼしあうかどうかはわかりませんが……

回答No.1

apple-man

希ガスでもファンデルワールス力は働くので、
理想気体の状態方程式といつでも
完全に一致するわけでは無かったと思い
ますが、そのことでしょうか？

お礼

apple-manさんご回答ありがとうございます！
なるほどそう考えれば・・・・。

オリジナルの問題は「正電荷と負電荷の中心がずれているために、イオンで無い原子（アルゴン等）同士が互いに引力を及ぼしあう状況を考えろ」というものなのですが、どのように解答をすればよいのでしょうか。