固体＝結晶の世界

 「結晶」＝「固体の中身の原子分子が整然と並んでいるもの」

固体=結晶の世界―ミョウバンからゼオライトまで (サイエンスシアター―原子分子編)

 最近石にはまってるので、結晶の本を読んでみた。

さらりと流し読み。

原子とか分子とか、そういう言葉自体が久しぶりすぎてすこし怖気づく。

でも、子供向けの本なのでかなり砕いてわかりやすく書かれてました。

以下は、完全に自分用のメモのために抜き出します。

P1

固体の中の原子や分子は、きれいに並んでいるのが普通なのです。

「分子が乱雑に詰まっている」というような固体はほとんどなくて、大部分の固体は、分子がきれいに配列しているのです。

石を作っている原子や分子だって、そうです。

石を作っている原子や分子は、地球の内部で高い圧力のもとでうんと高熱に熱せられると、バラバラ、つまり液体になります。そして、その液体が少しずつ冷えて固まってくると、その原子や分子はお互いに引っ張り合ったり、反発しあったりして、きれいに並ぶようになるのです。

しかし、そのまわりに、先に固体になった石があると、その外形はまわりの物の形に合わせなければならなくなります。そこで、内側の原子・分子は規則正しく並ぶけれど、外形はそれほど規則正しくは並ぶことができなくなってしまうのです。

「固体はほとんどみな原子・分子がきれいに並んだ結晶になる」

P7

固体とは？

・　固体というのは〈原子や分子〉という粒子の集まったもの　　

・　ただ集まっているだけでなく、粒子（原子や分子）同士が、相互にしっかりと結びついているもの。だから固体は、簡単には形が変わらない

P19~20

水分子について

「氷」というのは、「水分子の結晶ーーーー整然と並んだもの」です。

水分子は結晶になるとき、六角形に並ぶのがふつうなのです。

雪の結晶の外形が六角形状になるのは、もともと雪＝水の分子が六角形に並んでいるからです。

雪の結晶だけではなく、水分子が決勝になるときは、いつだって六角形を基本の形としています。

P21

原子や分子を基本に考えると、「外形が整然とした形をしているかどうか」ということは、あまり重要な問題ではありません。そこで科学者たちは、内部の原子分子の配列が「結晶模型板」の粒子のように整然と並んで入れは、そういう固体をすべて、〈結晶〉と呼ぶことにしています。

P40、48～49

・　ダイアモンドは炭素原子だけでできている

・　「炭素原子だけの結晶」といえば、ダイアモンドのほかに「石墨＝黒鉛＝グラファイト」がある。

ダイアモンド・・・・無色透明で、世界一硬い結晶

黒鉛・・・・真っ黒で、とても軟らかく壊れやすい

Q、なぜこんなに違う性質になるのか

A、結合の仕方が変わると、こうも性質の異なる結晶になることがあるから

P54～55

「原子同士の結合の仕方が違うのは、固体＝結晶のときだけだ」

炭素原子の場合だって、「それまでダイアモンドを作っていた炭素原子」と「それまで石墨をつくっていた炭素原子」と「それまで木炭やコークスを作っていた炭素原子」とでは、まったく同じなのです。違うのは、炭素原子の結合の仕方だけです。

P65 ～66

食塩について

じつは、食塩というのは「同数の塩素原子ナトリウム原子」とからできているのです。ただし、そのナトリウム原子は＋電気をもっていて、塩素原子は－の電気をもっています。そして科学者は「電気をもっている原子（や分子）」のことを「イオン」と呼んでいるので、「食塩は、〈同数の塩素イオンとナトリウムイオン〉からできている」といったほうが正解です。

P71

Q、人類がもっとも早くから、生活に役立ててきた結晶の中で、もっとも重要な結晶は何か

A、ミョウバン（明礬）

ミョウバンの用途や効果は実に様々で、昔から

１．飲料水をきれいにしたり

２．傷口や粘膜の炎症を抑えたりする医薬品として使ったり

３、衣服の繊維を染めるときに、繊維に染料の付着をよくするものとして使われたりしてきた

その他、皮なめしや、なすの漬物や、紙にインクがにじまないようにするためなど、多種多様な使い道で人類に役立ってきた結晶と言える。

P78

ミョウバンという薬品は、硫黄分をたくさん含んだ溶岩を噴出する火山地帯では、自然にとれるところがある。火山の多い日本では、古代から、各地でミョウバンがとれた。

自然にできたミョウバンと違い、人工でミョウバンを作るときは、火山地帯に多い天然の「明礬石」を焼いて、水で湿らせながら長く空気中にほおっておくと、細かい粉末になるので、その粉末を水に溶かして蒸発させる方法で、ミョウバンの結晶を取り出していた。