たのしい演劇

俳優の錬金術Alchemy of Actor　量子生物学Quantum biology 23

『光というのも面白い存在で、私たちが見ているものは、結局は光だ。
その物自体を見ているようで、本当のところは、物が反射する光を見ている。』
　　　　　　　（文系でもよくわかる　世界の仕組みを物理学で知る「はじめに」 より ）

視覚(visual perception)とは
　網膜/retinal,vitamin Aアルデヒド(aldehyde,有機化合物) が受けた光子photonの
電気信号electrical signalへの生物学的変換biological conversion

化学結合chemical bond:化学物質を構成する複数の原子を結びつけている結合
　分子内結合：分子内にある原子同士をつなぎ合わせる
　　分子間力 ：分子と別の分子とをつなぎ合わせる分子間結合 を作る力を
金属結合：金属結晶を構成する結合

化学結合を作る力/分子間力　は 原子の中で正の電荷を持つ原子核が
別の原子の中で負の電荷を持つ電子を電磁気力で引きつける事により実現す
　基本相互作用は
電磁気力よりも遥かに小さい為 化学結合を作る主要因に含まず

素粒子の相互作用.自然界の四つの力.相互作用(物理学)fundamental interaction:
　　素粒子の間に相互にはたらく基本的な相互作用
　　物体に働く強い力、弱い力、電磁気力、重力が作用する機構
　　特定の素粒子と場とが近接作用することで発現する


簡単な化合物　化学結合に関する定性的な説明や定量的見積もりは
古典力学的考察で可能
 複雑な化合物その振る舞いの多くは量子力学を基本とした理解が必要
化学結合の定式化に 原子の電子の軌道を決定する必要から量子力学が必須

分子内結合：分子間力が働く機構
古典力学 的説明
AとBの間の分子内結合を構成する引力
原子Aの原子核と原子Bの電子との間に働く電磁気力F1に引きつけられる
原子Aの原子核と原子Bの原子核の間に電磁気的斥力F2が働き結合を阻む
原子Aの電子と原子Bの電子の間に斥力F3が働く。
しかし原子同士の距離が適切な近さ（結合距離）にあれば、引力は斥力よりも大きい。
古典力学は　原子の中心に原子核があり、そこから離れたところに電子は飛んでいるので　原子核・原子核間の距離より原子核・電子間の距離のほうが小さく　斥力F2は引力F1より小さくなる。
また電子は原子核に比べて軽い
　電子・電子間は斥力により簡単に離れ　電子・電子間の斥力F3も小さくなる。
結局引力F1は斥力F2 + F3に勝り　分子内の原子同士が引き合う。


原子の電子配置による説明
原子内の電子の　軌道　は量子力学に従う「量子化されている」（＝飛び飛びの値を取る）
電子の軌道は4種類の量子数という自然数値によって特徴づけられる。
4つの量子数は電子がK殻、L殻、M殻…のいずれに入るかを決める主量子数、
殻の中のs軌道、p軌道、d軌道…のいずれに入るかを決める方位量子数、
軌道角運動量、スピン角運動量がそれぞれ上向きか下向きかを決める磁気量子数、スピン量子数からなる 。
同一原子中にある相異なる2つの電子の量子数が4つとも同一になる事はない（パウリの排他律）。
よって原子中の異なる電子は異なる軌道にある事になり
　基本的にはエネルギー状態が小さい軌道から順に電子が埋まっていく。
電子が1つ以上ある殻で　最も外側にあるものを原子価殻/最外殻　
原子価殻にある電子を原子価殻電子/最外殻電子という


化学結合は　最外殻電子(基本的にエネルギー状態が高い不安定な軌道にある電子)が関わる。
パウリの排他原理により最外殻には有限個の原子しか入れない。
最外殻に最大数の電子が入っている場合、最外殻は閉殻/安定した状態である。
最外殻の余った電子は電磁気力により他の原子の原子核に引き寄せられる。
最外殻の電子の不足は他の原子最外殻の余分電子を電磁気力で引きつけ補おうとする。


電気陰性度：原子がどの程度原子外にある電子を引きつけるかを示す尺度
　イオン結合:結合した2つの原子の電気陰性度に極端な差異がある場合
　　電気陰性度が大きい原子の方に最外殻電子が完全に移動してしまう分子内結合
　非極性共有結合：両者の電気陰性度が完全に釣り合い
　　最外殻電子を2つの原子で「共有」する状態
　極性共有結合： 電気陰性度が両者の中間にあり
　　最外殻電子を一方の原子にやや引きつけた「極性」のある共有状態
共有結合：非極性または極性の共有結合

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と　たのしい演劇の日々