内部に電子を含む物質

質問

内部に＋と－の電子を沢山含んでいる物質ってどんなものがあるんですか教えて下さい
何方か宜しくお願いします。

回答No.6

htms42 · ベストアンサー

＞内部に＋と－の電子を沢山含んでいる物質

「電子」と書いてありますが「電気」のつもりだったのではありませんか。
「陽電子」のことを質問していると考えるのは飛躍しすぎだと思います。

「電気」だとします。
物質を構成している基本粒子で電気を持っているのは「電子」と「陽子」です。
陽子１つの持っている電荷（電気量）と陽子１つの持っている電荷（電気量）は大きさが等しくて符号が反対です。物質を構成している基本粒子としてはもうひとつ「中性子」があります。
この３種類の粒子の組み合わせで全ての物質ができていると考えていいです。
これ以外の粒子は特殊な環境、条件でしか問題になりません。地球上での普通の物質を考えている限り、これ以外のものを考える必要はありません。

この３種類の粒子はいきなり物質を作るのではありません。
まず原子を作ります。原子は電気的には中性のものを基本にして考えています。
電荷の間に働く力はものすごく強いので同じ電荷をもったものだけを集めるというのができないのです。
特別な仕組みである微小部分については正の電荷、または負の電荷が集まっていることもありますがそれをさらに集める時には反対符号の電荷が必ずそのアンバランスを埋めています。
原子は中性ですが中心にある原子核は陽子が集まってできていますから正の電荷を持っています。負の電荷を持つ電子は原子核の周囲にあります。（正電荷をもった陽子が集まって正の電荷をもった原子核を作ることがどうしてできるのかはノーベル賞級の問題でした。湯川秀樹がノーベル賞を貰ったのはこの問題を解決する理論を作り、実験で確認されたからです。）

原子が集まって物質ができます。３つの出来方があります。
Ａ．原子が集まって物質を作る
Ｂ．いくつかの原子が集まって分子を作る。分子が集まって物質を作る。
　　分子は原子が一定の規則で集まってできた、他とはっきりと区別できる塊です。
成分の原子の種類、数、つながり方が決まっています。原子の種類、数が同じでも繋がり方が異なっていれば別の分子です。分子の種類はものすごくたくさんあります。
Ｃ．原子、または分子が電気を持った粒子（イオンといいます）に変わる。
正、負のイオンが全体が中性になるような集まり方をすることによって物質としてのまとまりを作る。
原子１つからできたイオンは単原子イオン、２つ以上の原子をふくむイオンは多原子イオンといいます。
多原子イオン内部での原子の繋がりは分子のできる時の繋がりと同じものです。多原子イオンは分子の断片であると考えてもかまわないでしょう。
水の分子をＨ２Ｏと表します。Ｈ２Ｏの分子２つからＯＨ^-とＨ３Ｏ^+が１つずつできます。

物質内部には電気を持った粒子がたくさんありますが正負の電荷は各段階で釣り合っています。
マクロなスケールで片方の電荷だけがたくさんあるというアンバランスは普通実現できません。
食塩水の中にはイオンがたくさんあります。でも、正の電荷、負の電荷は釣り合っています。
釣り合いからずれるとしたらどの程度かという考察を見ることがほとんどありませんので混乱が起こっているようです。定性的にただずれるとかずれないと言っても混乱は収まりません。

摩擦電気という現象があるので正の電気だけ、または負の電気だけを普通に集めることができると考えている人がいるようですが違います。こするという動作は磨くという動作に匹敵するものです。こすり合う２つの物質の間でミクロな破壊が起こっています。表面に物質の断片がたくさん散らばった状態ができます。断片ができる時に物質の結合に関係していた電子が不安定な分布形態を取ることがあります。
水の例で考えてみます。水滴がはじける時に少しですがイオンに別れることが起こります。上に書いた反応です。さらにごくわずかですが水滴の大きさの違いによってできるイオンの種類の比率が変わります。大きさの異なる２つの水滴ができるとすると曲率半径の大きい方（サイズの小さい水滴）にＯＨ^-が、曲率半径の小さい方にＨ３Ｏ^+ができる率が高いのです。サイズの小さい水滴の方が浮遊率が高いですから上昇気流の強い雲の中などでは負の電荷をもった塊が成長することになります。ある程度電荷が溜まると電荷のアンバランスを支えきれなくなりますから元の中性に戻るような変化が起きます。これが雷に伴う放電です。

＃５に
＞雷の放電は、電子を放出しているので、－の電気だけを持った物質といえます。
と書かれています。

でも「内部にたくさんの負の電気が充満していると考えてはいけない」ということに注意する必要があります。
表面にごくわずかな比率で存在しているだけです。同じ符号の電荷は反発しますから釣り合わない電荷は必ず物体の表面にしか存在しません。酸・塩基のところで水の中にはＯＨ^-、Ｈ３Ｏ^+が存在するというのを習われたと思います。その量は１Ｌの中性の水の中で１×１０^(-7)モルぐらいです。この場合は正、負のイオンが同数ありますから電気反発は生じていません。もし電荷のアンバランスが生じているとしてもこの量よりも少ないはずです。食塩水の中にあるイオンの量のようなイメージで考えてはいけません。正負が釣り合っている電気と釣り合っていない電気とを同列に考えてはいけないのです。

１モルの水の質量は１８ｇです。
この水の分子が全てイオンに変わったとしたら[ＯＨ]^-も１モルできます。
この時の電気量はいくらになるでしょうか。
教科書に載っていると思いますが、電子１モルの電気量は９６５００クーロン≒１０万クーロンです。
雷雲の中の水の量は夕立で降る雨の量ぐらいですから１ｋｍ四方に１０ｍｍの雨が降るとして、１０^(10)ｇです。一発の雷で放電される電気量は数クーロンだと言われています。
一発の雷で放電されるぐらいの量の電荷が溜まっている雲の中でイオンになっている水の量の割合はいくらぐらいになるでしょうか。計算できますね。
放電量を３クーロンとして割合を計算すると５×１０^(-15)ぐらいになります。
１Ｌの水の中で考えると３×１０^(-13)モルぐらいになります。
０．３ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液中での水酸化物イオン濃度ぐらいです。これくらいの量でも負イオンだけが多い目にあるというのは許されないのです。放電してしまいます。

大元に
電荷の間に働く電気的な力の大きさについてのイメージができていないということがありそうです。
１クーロンという電気量がどの程度の電気量であるかもピンと来ていないことも理由の一つです。
１Ａの電流が１秒間流れた時に移動する電気量が１クーロンです。たいしたことはないと思ってしまいます。乾電池と豆電球でも簡単に流すことができる電気量です。
電子１つの持つ電気量は１．６７×１０^(-19)クーロンです。
やはり大したことはないと思うでしょう。

高校の物理の教科書にクーロンの法則が載っています。
１ｍ離れて１Ｃの電気量が２つ置かれているとして働く力の大きさを求めてみて下さい（これを練習問題として載せている教科書もあります）。１Ｃがとんでもない大きさの電気量だというのが分かります。こういう場面を実現することができないというのも分かります。

お礼

とっても詳しく回答を頂き有り難う御座いました
何回も何回も読ませていただきます。

回答No.5

anfibi0141

雷の放電は、電子を放出しているので、－の電気だけを持った物質といえます。

お礼

有り難う御座いました。

回答No.4

fjnobu

+ の電子を持っている物質は、我々の宇宙にはほとんど有りません。
有ったら、＋の電子は一瞬のうちにエネルギーに変わって消滅してしまいます。

回答No.3

Saturn5

＞ＲＴＯさん
おもしろいサイトを紹介してくださってありがとうございます。
高１の授業の正誤問題に出そうかと思います。(^_^)
深読みして中性子が５０％とも考えたのですが、文章全体が完全におかしいですね。
体内の電子バランスがくずれた生きていけるのはサンダーマスクとイナズマン
くらいのものでしょう。
本当に文字ベースでこのようなサイトがあること自体が驚きでした。
同時にこれは、この内容で信じる人が多いことを示す証拠でもあり、我々の
ように理科教育に携わる人間の非力さを感じました。

さて、質問者様の文章もあながち間違ってはおりません。
内部に［＋（陽子）］と［－の電子］を沢山含んでいる物質
と区切れば正しいです。

で、陽子と電子は基本的に同数であり、原子の質量は陽子と中性子の質量の和です。
ということは質量あたりでは、水素が最も陽子と電子が多くなります。
また、体積あたりでは良く知られた元素では白金あたりではないでしょうか？
鉛が放射線遮蔽素材として一般に使われていますが、お金に糸目を付けなければ
金や白金の方が効果が高いのかもしれません。

お礼

有り難う御座いました。

補足

ご回答有り難うございます　どうも私のレベルでは理解できない疑問だった事は分かりましたが
少しだけ理解させてください　（－）だけの電子を持った物質ならあると言う事でしょうか。
以前に何かの資料で見たと思いますが　半導体（シリコン）とか酸化鉄（フェライト）もそうだったかと思いますが　低レベルの質問で申し訳ありませんが宜しくお願いします。

回答No.2

noname#160321

内部に-電子(普通の電子)を含んでいない物質は一つもありませんが(中性子星にはあるかも)、＋の電子(陽電子、ポジトロン)を含んでいる物質は身の回りにはまず絶対にありません。
+の電子(ポジトロン)は脳のＣＴに使われたりしますが、その場合ポジトロンを放出する放射性同位元素を脳に与えてやらねばなりません。

お礼

早速回答頂き有り難うございました

回答No.1

RTO

私たちの世界では電子の荷電はマイナスですので　そういうものはありません
反物質の世界では電子はプラス電荷（陽電子）ですが　マイナスの電子と出会った瞬間に対消滅起こしてなくなるでしょう。

もしかしたらあなたの見た文献は　下記のようなインチキ健康器具だったのではありませんか？
http://www.power-health.co.jp/products/index.html
反物質を対消滅も起こさず封じ込める技術は　地球の技術ではまだありません
きっと　頭の中が宇宙から来た電波でどうにかなってる人が発明したんでしょう（笑）

お礼

早速回答頂き有り難うございました
私のレベルでは手におえない疑問だったようです