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刃物で物を切る
たとえば包丁で豆腐を切る。 カッターナイフで消しゴムを切る。 ハサミで紙を切る。 金属専用の刃物で金属を切る・・・。 切られた物は、いったい何を境に切れて行くのでしょうか。 何の繋がりが切られることで、切れて行くのでしょうか。 ・・・まさか分子の繋がりが切れるわけではないと思うのですが。 切られる物の材質で違うのでしょうか。 そして切った物は決して元には戻らない理由も合わせて知りたいです。 どなたかご教示願います。
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No.2です。 お礼を頂いてから、その後のいきさつがちょっと気になったので 再び失礼させていただきます。 とりあえず、分子からできた塊(私の例で1にあたる氷とか)で説明しましょう。 物質は原子でできています。 原子は原子核と電子で構成されていて、 さらに原子核は陽子と中性子でできています。 「核力」という単語は、この「陽子と中性子」をつなげる力の事のようですね。 (私は物理ではなく化学の人間なので詳しくは知りません…) さて、原子同士が「共有結合」という力でつながりあって、「分子」ができます。 さらに「分子」が分子間力などで繋がって集まって「固体(結晶とか)」ができています。 つまりまとめると 「陽子+中性子+電子」 ―(核力とか)→ 「原子」 ―(共有結合)→ 「分子」 ―(分子間力)→ 「塊(固体とか)」 という順番です。 なので、まずいただいたお礼の中の「核力」は全然次元の違う話です。 そして、私やNo.3の方は「共有結合ではなく、分子間力を切る」と書いています。 「分子の中の繋がり」ではなく「分子の間」を切るのです。 水で言えば「Ｈ２Ｏ」のＨとＯの繋がりを切断するのではなく、Ｈ２Ｏ分子同士が寄り合おうとする力を切っているだけです。 なので、No.3のお礼にある「分子が切れてしまうと物質そのものが変化」というのはおかしいです。 切断面でも 分子そのものは壊れておらず、分子間の繋がりが切れているだけだ、という事です。 これは、氷が水になって水蒸気になる「状態変化」に似ていますね。 熱を加える事で、分子同士の繋がり合いがほどけて、気体になるわけです。 氷が水蒸気になっても、「Ｈ２Ｏ」という物質は変化がありません。 この背景を理解した上で、もう一度No.2、No.3の回答を読んで戴ければと思います。
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- corne
- ベストアンサー率37% (3/8)
鉛をナイフなどで切った後、 すぐに切断面を合わせて、ねじるよう押し合わせるとくっつくよ。 当然、元通りってわけにはいかないけどね。
お礼
回答ありがとうございます。 鉛は経験上、言われてみればそんな気がしますねェ・・・。 確かに物質の構造（性質）によっては、多少元に戻るような感じのするものがありますねェ。もちろん完全にではありませんが。 やはりこの内容は難しいのかなあ・・・。 もう暫く他の方の意見などあれば聞いてみたいと思います。 ありがとうございました。
切るというのは引きちぎることと同じです。ただ引きちぎるのと違って刃先に接しているごく狭い部分で刃物と台の間ではさむ結果、限られた部分に大きい力が働くと考えられます。なんらかの意味で分子の間が「切れて」いるはずです。分子間力というものもあります。分子の破壊を伴わないでも切れるはずです。一定以上離れてしまうと分子間力は働かないと思います。
お礼
回答ありがとうございます。 「分子間力」・・・どこかで聞いたことがありそうな・・・。 やはり分子も切れることがあるんですねェ。 分子が切れてしまうと、物質そのものが変化してしまうのではないかと思っていましたがどうなんでしょう？。 いづれにしても、「切る」とは難しいんですねェ！。 もっと勉強してみます。 ありがとうございました。
- csi-tof
- ベストアンサー率65% (15/23)
こんばんわ。 ANo.1さんとは真っ向から対立する回答ですが、 私は昔大学で「分子の結合自体が切れる事はほとんどないという説が有力」と習いました。 うんちくっぽくて長ったらしいですがお付き合いください。 おっしゃられるとおり、何を斬りたいかで分ける必要があると思います。 1）分子結晶を斬るとき 氷などはご存知のとおり「共有結合でできた水分子」が、「分子間力（と水素結合）で集まって」結晶となっています。 例えば箪笥の中のナフタリンとか、味の素の塊とか、ミョウバン結晶などもこれになります。 これらを斬るときに分子内の結合力よりも、分子間の繋がりの方が弱いので、通常の刃物ではそちらの結合を切ることになるそうです。 （つまり分子『間』の繋がりを斬るのであって、分子『内』の共有結合は切れない） 2）高分子集合体などを斬るとき 例に出されているうち、豆腐、消しゴム、紙はこのケースにあたります。 高分子などは、分子が長いから特に途中で切れないとまずいんじゃないかと思いがちですが、 研究の結果では「切断には分子がほどけている効果が大きい」となったそうです。 （私の記憶で話しているので出典元がなく申し訳ないですが、この話自体が大学の高分子の教授から講義で教わった事ですのでそれなりに「現代の有力な説」と思っていただけると嬉しいです。) ちなみに刃物ではなく、高エネルギーを与える方法では分子をぶち切りながら切断ができます。 3）金属やイオン結晶を切る場合 例に出されている金属の切断はこのケースです。 このケースではANo.1様の言われるとおり、原子間の結合自体が切れています。 ただ、質問者様は「分子の繋がりが」といっていますが、 このケースでは分子という考え方がないので、細かいツッコミですが、間違いとなります。 で、「何を境に切れていくのか」ですが、「金属や結晶は気ままに切断しているのではなく、欠陥を起点として切断する」とか、色々語ることはありますが、私は専門ではないので省略させていただきます。切断（破断、破壊）はそれだけで一つの学問分野になるくらい奥が深いそうです。 最後に切った物が戻らない理由ですが、3)のケースでは切断面の原子から結合の手が出ているので、貼り合わせることが理論的には可能のはずです。 切断面には結合の手が出ているのですが、普通はすぐに空気中の水分や酸素やら近くの空いている手と反応してお終いです。 しかし、そういった反応を防ぐように環境を整えてやり、切断面を原子レベルで接触してやると、2つを張り合わせる事が可能になるはずです。 私は「切断した2つを元通り貼り合わせた」という例は知りませんが、 半導体業界にて「ウエハ表面を厳密に研磨してプラズマで表面を削ってやって、機械で精密に貼り合わせる」という装置が実用化しています。 接着剤無し、加熱無しで、継ぎ目無しで超高強度が実現できるそうです。 昔「るろうに剣心」という漫画で「よく切れる刃で切った大根は元通りつなげられる」というネタがありましたが、いまの最先端技術はもうそんな冗談みたいな世界になってますね。
お礼
なかなか丁寧で細かい回答をありがとうございます。 なるほど！と納得のいく部分や、ん？なぜ？・・・と感じるところがあり、また好奇心を擽られました。 金属の場合、まだ私の知識が足りないようですね！。もっと勉強してみます！。 原子は確か「核力」（“核”の字が違うかも知れません。）で結ばれていると聞いたことがありますが、「切る」ことで、この核力で結ばれている原子をも引き剥がしてしまうことがあると言うことでしょうか。 元に戻らない理由も、ＤＮＡの「テロメア」のような振る舞いをするからなんですねェ！。 学問分野になるほどのことを、安易な気持ちで聞いたら誰かに叱られそうです。もっと勉強してみます！。 ありがとうございました！。
- mac_res
- ベストアンサー率36% (568/1571)
> まさか分子の繋がりが切れるわけではないと思うのですが。 そのまさかです。 ミクロに見れば、分子の結合が切れています。 > そして切った物は決して元には戻らない理由も合わせて知りたいです。 1. 分子が切れた場所が不安定で、終端を安定化する反応が起きる場合。 2. 再結合するまで近距離に切れ目を押し付けられない。
補足
早速の回答ありがとうございます。 いただいた回答についての補足質問です。 分子の結合が切れる場所（部分）というのは決まっているのでしょうか。 それからたとえばたんぱく質の分子が切れたら、たんぱく質ではなくなるような気がするのですが、どうなんでしょう。 「終端を安定化する反応」・・・具体的にはどんな反応なのでしょうか。 いろいろ質問して申し訳ありませんが、よろしくお願いいたします。
お礼
お礼が遅くなってしまいました。 回答ありがとうございます。 言葉は知っていたのですが、「核力」はまったく関係ないようですね。 いろいろありがとうございます。 水を例に取った説明で、分子を切るということがはっきり分かりました。 すっきりとした気持ちにさせていただき、重ねて御礼申し上げます。 ありがとうございました!。