この妻は・神が与えた・試練だろう
・・・キツい・・・
東京工業大学 科学技術創成研究院の塚本孝政助教、春田直毅特任助教(現 京都大学 福井謙一記念研究センター 特定助教)、山元公寿教授、葛目陽義准教授、神戸徹也助教ら
特定の構造を備えた分子の物理/化学的な性質が分子の原子数/電子数/元素の種類などによって周期的に変動する周期律を発見
さらに、それらの特定の構造を備えた分子(「ナノ物質」)に関する周期表を作成
新しい機能材料の発見や合成などを、この周期表が役立つと・・・
・・・おさらい
元素の周期と周期表
周期の元になる原理は、元素(原子)の周期律
物質の構成単位である元素は、原子番号(厳密には原子核の陽子の数)の順番にならべると物理・化学的な特性が周期的に変化する
この性質を周期律(Periodic Law)呼ぶ
そして周期律にしたがって元素を並べた一覧表が周期表(Periodic Table)
元素周期表(Periodic Table of the Elements)」と呼ぶことも
元素周期表の分類は横方向が族(group)、縦方向が周期(period)
現在の一般的な周期表(長周期型周期表)は、1族から18族までの族
第1周期から第7周期までの周期で構成される
周期表で縦方向に連なる同族の元素は、類似の性質を持つことが多い
これに対して横方向に連なる同周期の元素は、あまり似ていない
例外として遷移金属とランタノイド系元素、アクチノイド系元素は、同じ周期で性質が似ている
また同周期の元素間では
1族から18族へと移行するにしたがって
原子半径が短くなり
イオン化エネルギーが大きくなり
電気陰性度が増加する傾向がある
周期表が表現するもう1つの重要な性質に
電子配置の違いを示すブロック(block)がある
最外殻電子(価電子)が位置する軌道(s軌道やp軌道など)によって元素を分類する
sブロック元素(1s～7s)、pブロック元素(2p～6p)、dブロック元素(3d～6d)、fブロック元素(4fと5f)に分かれる
周期表の行列やブロックなどでは表現しにくい性質もある
たとえば金属と半金属、非金属の元素はマスの色で分けることが多い
結果としては斜めの階段状に区分
気体と液体、固体の区別はさらに難しく、元素記号の文字色で区分けしたりする
東工大の研究グループは、幾何学的な対称性を備える分子(ナノ物質)に注目
正四面体、正八面体、正二十面体といった構造は、幾何学的な対称性が高い
これらの構造体が備えるエネルギー状態(電子軌道)を記述する
対称適合軌道(SAO : Symmetry-adapted Orbital)モデルを開発？
モデルの開発にあたっては、コンピュータによるシミュレーションと群論を組み合わせている
開発したモデルを使って正四面体などの分子(ナノ物質)を評価
幾何学的な対称性によって複数の電子軌道が一定の法則にしたがうこと
すなわち周期律を備えることが明らかになった
なお、元素を形成する単原子は球形であり、幾何学的な対称性がもっとも高い
この幾何学的な対称性による電子配置の規則性が、周期律の起源に
幾何学的な対称性を備える分子(ナノ物質)の原子数や電子数、元素種などの要素ごとに周期律をまとめ
元素周期表と類似の分子(ナノ物質)の周期表を作成
具体的には
正四面体型(tetrahedral)の分子
正八面体型(octahedral)の分子
正二十面体型(icosahedral)の分子について周期表を制作
分子(ナノ物質)の周期表は、元素の周期表と同じく、族(group)と周期(period)、ブロック(block)によって分子を分類
さらに、類(family)と種(species)と呼ぶ新たな軸を追加
類は分子を構成する原子の数
種は分子を構成する元素の種類を意味する
作成した周期表には、すでに知られている実際の材料と、未発見の分子(ナノ物質)の両方が含まれていた
周期表における原子の数や元素の種類、元素の組成などの組み合わせには、無限に近い数が存在
周期表の活用によって新しい機能を備える材料の発見が促進されることが期待できる
・・・どうやら限られた分子についての周期表
たぶん・・・覚えろとは言われない？
よかった・・・
今日は～
セッコク/Dendrobium moniliforme
播磨黄花・右近丸
５月の初め
なかなかイイ感じに育ってる
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