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宇宙・地球・人体の全てが脳内で繋がる 〜元素周期表の世界〜 ③

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前回(↓)の続きです。

宇宙・地球・人体の全てが脳内で繋がる 〜元素周期表の世界〜 ①

宇宙・地球・人体の全てが脳内で繋がる 〜元素周期表の世界〜②

量子化学とシュレディンガー方程式の謎

専門家でない限りは、どちらも、聞いたことはあるけど意味はわからん、くらいの認知度かと思いますが、わかりやすく説明されていて「ほぇ〜」と思ったので紹介しておきます。

電子はあまりにも小さいため、現代科学の力を以ってしても「観測」することはできないんだそうです。そこで、電子が「そこに存在する確率」を計算することで、実験に頼らず化学反応の本質を解き明かす学問が誕生しました。

これが、量子化学。

そして、その計算式がシュレディンガー方程式。

森見登美彦先生の小説「四畳半神話大系」では主人公がこの学問に返り討ちにされてましたねw あまりにも複雑なため、実際の計算はコンピュータでしかできないそうです。うーん。私にはちょっとイメージ想像できない。

元素周期表で世界は全て読み解ける

まずはざっと復習をば。

紛らわしいので、ここで一旦、元素と原子の違いを載せておきます。

原子」が《物質を構成する具体的要素》を指すのに対し「元素」は《性質を包括する抽象的概念》を示す用語となった。

さて、原子の核、原子核は、陽子と中性子で構成されています。

原子核には陽子があるのでプラスに帯電しています。そのため、陽子と同じ数だけ、引きつけられた電子(マイナスに帯電)が原子核の外側をぐるぐる回り、プラスマイナスゼロの状態になります。

原子核の周りには「電子雲」と呼ばれる電子の軌道があり、原子核に近いほど位置エネルギーは低くなります。電子の軌道はそれぞれ異なる大きさのエネルギーを持っており、内側の軌道ほどエネルギーが低い傾向があります。(例外はあり、それらは遷移元素と呼ばれています)

水と同じように、この世にある全てのものは位置エネルギーの高い方から低い方へ移動する性質があります。これは、位置エネルギーが低い方が安定するから。

イタイイタイ病、水俣病を、元素周期表で理解する

さて、私は学校でちゃんと教えてもらった記憶はないのですが、実は元素周期表にはちゃんと「見方」があります。

典型元素(遷移元素以外)は縦の列、遷移元素は横の行で、だいたい同じ性質、ということです。元素の性質は、外側の軌道にある電子の数でだいたい決まります。

例えば、イタイイタイ病の原因であるカドミウム(Cd)は、細胞分裂に必要不可欠な亜鉛(Zn) の真下にあります。

カドミウムが人体にとって害になる理由は、亜鉛と同じ列(グループ12)に属し性質が似ているため、亜鉛と同じルートでカドミウムが人体に吸収されてしまうことが原因なのです。

カドミウムの下にある水銀も、水俣病の原因物質として有名ですね。これも同じ理由。

ヘリウムをいくら吸っても声が変になるだけで済んでいるのは、ヘリウムが希ガス(軌道上の電子が満席)で他の原子と結合しないからです。他の原子と結合しないということは、人体に入っても他の原子と結合して化学反応を起こしたり吸収されたりしないので、そのまま通り抜けていくので、無害なのです。

同じ理由で無害な希ガスであるアルゴン(Ar)やクリプトン(Kr)は手術などで利用されています。

周期表を学ぶこと=宇宙と地球と人体について学ぶこと

元素周期表と言うと、「テストのために丸暗記しなきゃいけないダルい表」みたいなイメージをお持ちの方も多いかもしれません。調べると色々な語呂合わせがありますね。私も学生の頃は意味など考えず、ひたすら「スイヘーリーベーボクノフネ・・・」と唱えていた記憶があります。

社会人となった今、これらを活用する機会は正直ありませんでした。(まぁ活用しようにも完全に忘れてたんですがw)

が、今日ご紹介したこの本に、学生時代に出会っていればなぁ、、、と悔やまれてなりません。テストのために覚えるにしても、この本を読んでから取り組めば、もっと楽に覚えられたでしょう。(人はストーリーと関連づけで記憶する生き物なので)

かいつまんで紹介する、と言っておきながら、ここまでで記事3本という超大作になってしまいましたが(これでも本の内容の1割も話せてません)、この本を読むと、元素周期表を中心に、宇宙、地球、人体の全てが脳内で繋がります。元素は全ての構成要素。他のあらゆるジャンルの学習とも結びつけやすいので手をつけるなら早いに越したことはありません。

<参考文献>

学生の方はもちろん、社会人の方も読むべき珠玉の一冊。

難しいことを、めちゃくちゃ噛み砕いて説明してくれています。クソわかりやすい。

何にでも応用できる真理であり、時間とともに陳腐化することもない不変の法則が書かれています。

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