考察、思考過程

なぜ物質はくっついているのか「結論」

目的
今回は前回の最後のほうで述べました分子間相互作用について書き連ねようと思います。

理論
　分子間相互作用（＝分子間力として書きます。）とは...体中および固体中で分子同士がどのような配列構造をとるか、分子同志（あるいは分子内部のある特定の部分同志）の相互作用の事　参考「分子間相互作用入門」
　この分子間相互作用には大きく分けて5つの力が関係しているようです。

イオン間相互作用 1000
水素結合 100
双極子相互作用 10
ロンドン分散力 1
分子間の万有引力　 10^{-35
　
　ざっとこんなかんじです。見ていただけると分かると思うのですが、数値が右側
にあると思います。
その数値があたえる力の大きさというわけです。
そうして考えてみると、まぁ万有引力はほとんど関係ないなとわかりますね（笑）　
万有引力は、万有引力定数がとても小さいので、惑星レベルの質量でないとほとんど作用しません。分子がくっついているのに関係があるのは主に上の三つとなります。
この力が強ければ強いほど分子間の結びつきはつよくなるわけですね。
　ところで共有結合なんて言葉を聞いたことがある方もいると思います。
これはイオン結合が-+の受け渡しによって安定した物質になるのに対して、+-を共有してるんですね。つまりこれも分子が結びつくのに重要な役割を
果たしているわけです。
　詳しい力の大きさはわかりませんでしたが、イオン結合とほぼ同じだけの力があると考えられます。
　だけど、イオン結合のほうが安定する分子、共有結合のほうが安定する分子と様々ですので、一概にはいえません。
　このようにして、さまざまな要因から分子が形成されていることがわかります。

　あまりにも話がミクロになりすぎてしまったので、マクロな視点にもどしますと、この分子達はエネルギーを持っているわけです。固体であるときは、そのエネルギーは低いです。
液体や気体になっていくとどんどんエネルギー量が増えていくわけです。
　そのエネルギーは外界から得た熱によって増えたり減ったりするわけです。
熱するとエネルギー量が増え、活発に分子が活動してきちんとした形で整列できてないんですね。そんでもってぐにゃんぐにゃんと液体になり、もっといけば空気中に散っていきます。
　固体を保てる温度というものがそれぞれ決まっていて、それによって、熱しても液体になりにくかったり、液体になりやすかったりするわけです。
　いわゆる融点や沸点というやつですね。
　ではこの融点や沸点が高かったり低かったりはなにに依存するのかと言うと、分子間力の大きさです！・・・・①
ここにきてようやく話がつながって来ましたね（笑）
　

考察
①　このことから、分子間力の大きい物質を使えば、溶けにくい道具が作れるといえそうです。
　ちなみに融点が最も高いのは炭素です。
　この炭素の並びがとても綺麗なのがダイヤモンドです。だから固いのかなと推測できますね。

結論
　だいぶ大雑把にまとめてしまいましたが、ミクロで見れば分子の結びつきの強さで、それにエネルギー（熱）をどれだけ与えるかで物質の三体がきまるわけですね。
　つまり僕が授業中眺めていたボールペンは、コストを抑えつつ、僕達が生活する温度圏内でもっとも利便性のある物質で構成されているわけですね。
　このボールペンを空気中に散らしたいのなら、まずは熱エネルギーを与える事ですね（笑）

もっと詳しく知りたい方は、分子間力を調べていくともっと固体について強くなれると思います。}

なぜ物質はくっついているのか「序章」

目的
ふと授業中にボールペンをみていると、なぜこのボールペンは原子ごとに分解され空気中に散っていかないのかと思うことがあったので、今回調べてみようと思いました。

理論
　まずは固体についての定義を調べる必要があると思いましたので、調べてみました。
「固体（こたい）は物質の状態の一つ。固体内の原子は互いに強く結合しており、規則的な幾何学的格子状に並ぶ場合（金属や通常の氷などの結晶）と、不規則に並ぶ場合（ガラスなどのアモルファス）がある」参考wikipedia
簡単にいうと、なんらかの力で原子同士（それによって構成される分子同士）がくっついており、そのくっつき方が規則的か不規則的かで大きく種類がわけられるよーということです。
　
　ではその規則、不規則はどうやってきまるのかというと、その固体が形成される環境に依存するそうです。固体は基本的に冷やすことで形成されていくのだけれど、その冷やす過程にどれだけ時間をかけたかによって決まるそうです。
　ゆっくり冷やしていくと規則的に、はやく冷やすと不規則的に。・・・・・①

　とりあえず固体の定義はここまでにして、なぜその固体の原子同士がくっつくのかというところに焦点を当ててみようと思います。
　まず物体を構成しているものは原子となるわけですが、その原子同士がくっつく要因は原子のもつ＋－によってくっついていることは承知のことと思います。
この原子同士がくっつき分子をつくっているわけですが、この分子間に働く力によって固体は形成されているのです。固体→液体→気体　の順にこの力は関係性を失っていきます。
この関係性を分子間相互作用といいます。

考察
①　本来的に物質は規則的に固まろうとする傾向があると考えられる。

まとめ
今回は分子同士に分子間相互作用（分子間力）というものが働いているということがわかったので、これを軸に次回から調べて生きたいと思います。

このブログの活用方について

日々の勉強、物理や数学の考察やネタ、ちょっとしたまとめ等に使う予定です。
よろしければご意見アドバイスをいただけると嬉しいです。