第3回
- ミスプリントです。３ページ目の酸素のオービタルは1s22s22p4ですよ。
→ミスプリントでした。もう少し詳しく書くと、正しくは、 1s(↑↓)2s(↑↓)2px(↑↓)2py(↑)2pz(↑) です。訂正お願いします。矢印が電子１つに対応します。 - 雪の形なんて気にしたことがなかった！！樹氷はいろんな形の結晶の集まりなのかな？
→結晶構造としてはIh。水蒸気がぶつかって凍って付着したものなので、雪結晶とは違う。 - 氷の形はａ〜ｆまでの形だけなのですか？もっと他の形はできないのですか？
→代表的なものを出した。雪の写真集は、中谷宇吉郎記念館からも出ているし、ケン・リブレクト「雪の結晶」河出書房新社（978-4-309-25226-1）にはもっとたくさん写真が出ている。１つとして「全く同じ」形のものはない。 - 中谷ダイヤグラムのようなものを小学校の時の理科の資料集で見たのを思い出して少し懐かしく思った。氷の結晶は６角形で固まっていますが、五角形等にはならないのでしょうか。やはり分子の構造が原因で六角にしかならないのでしょうか。
→５角形にはなりません。 - ミネラルウォーターの栓を開けたら、口をつけて直接飲まなくても成分が変わったりしますか？
→空気中に漂ってるものが入り込むので変化はあるはず。 - 氷にいろいろな構造があるのは知らなかった。なぜ構造に違いが出るのですか？
→ちょっと答えようがない。ある圧力と温度で、エネルギー的に安定な構造がある、といった説明をしたとして、なぜそれが安定かと訊かれたら、何とも言えない。 - 温度、気圧で凍りの結晶構造が様々である事は初めて知りました。ところで、氷の結晶構造の図で、Ih以外は原子の大きさが全て同じでしたが、酸素、水素原子は大きさが違いますよね。どうして同じなんですか？（簡易的な図なのでしょうか？）
→Ih以外は水素を省略してある。丸印は全て酸素の位置を表す。 - 「過飽和度」というものが具体的にどういう数値かよくわからなかったから教えてもらいたい。
→印刷が薄くて上手く出ていなかったかもしれないが、値は％。数値は、グラフの一番下が0、一番上の目盛りが40。飽和（100%）だと、結晶としては出てこないので、飽和を何％超えているかをあらわしたグラフだと考えて下さい。 - Ih以外の結晶がどんな形か知りたいと思った。
→雪結晶のような成長のさせ方は難しいでしょう - 雪の結晶の形が温度で決まるというのがなぜなのか気になります。どういう視点から雪結晶の形で大気の状態が分かるのか不思議です。
→結晶の外側ほど低いところで成長したものだから、中心から外側に向かってどういう形に変わっているかということと、中谷ダイヤグラムを付き合わせると、上空から下まで大気がどう変わったかをしる手掛かりになる。 - 氷と一口に言っても、構造が数種類あることに驚いた。他にも固体で構造の違う物質はあるのだろうか。
→温度や圧力を変えると結晶構造が変わるというのは、他の物質でも起きる、実はありふれた現象である。 - １ピコ秒はどれくらいですか？
→１回目に配ったプリントを見ましょう。ピコとはどういう大きさか、ちゃんと書いてありますよ。 - H2Oもモノマーは104.5°の角度で配置していますが、D2Oと同じですか？
→H2Oの結合角が104.523°、D2Oが104.474°。 - 混成軌道については高校のときよく分からないまま終わったので、第５回のときはできるだけ丁寧に説明してほしいです。温度や圧力によって氷の構造が変わるということは初めて知りました。圧力をかけると水になると思っていたけれどそういう訳ではないと知って驚きました。
→申し訳ないけど、混成軌道の説明は、一般向けの講義でやるのはちょっと無理がある。混成軌道の話に到達するまでに知らなければならないことがそれなりに膨大（手元の物理化学の教科書では量子力学の基礎から始めて400ページあたりに出てくる）からである。電子がシュレーディンガー方程式で表され、この方程式を３次元で解くと、ｓ軌道やｐ軌道をあらわす波動関数が出てくる。波動関数の性質として、波動関数の１次結合（定数を掛けて足したり引いたりしたもの）も、元の波動関数の解になるというものがある。このことを使い、異なった方向に伸びている電子の波動関数を適切に足し合わせてやることで、現実の分子の立体的な形を作ることができる。正確に知りたければ、マッカーリ＆サイモン「物理化学（上）」（東京化学同人）を読むことを薦める。数IIICの知識があれば、読み進められるように書かれている。 氷については、１気圧０℃に近いところで圧力をかけると少しとけるというのは本当だが、極端に圧力をかけるとまた違ってくる。 - 氷の結晶は、気圧や温度によって様々な種類があるということを知った。雪の結晶と冷蔵庫の氷の結晶が同じということもびっくりした。
- 雪の成分は何か？雪の結晶の鼓方は六角形からどのように変化すればできるか。
→成分は大部分が水分子。最初に真ん中の柱が成長し、両端が板状に成長するとできる。 - 雪にはパウダースノーと呼ばれるような粒の小さいさらさら雪とぼたん雪のような粒の大きい雪があります。なぜこのような違いができるのでしょうか。
→気温が高めの時に、溶けかけた雪がぶつかってくっつくとぼたん雪になる。 - 雪の結晶を顕微鏡で見たいのですが、とけてしまいできません。どうやって見れば良いですか。
→リブレクトの「雪の結晶」によると、スライドグラスの上に載せてからが時間との勝負らしい。照明の熱でも溶けるので……。スライドグラスを冷やしておくのがポイント。 - チンダル現象？ブラウン現象？ってのいうのありましたよね？
→チンダル現象と、ブラウン運動。 - ダイヤモンドダストとはどういう状態ですか。あれは水の結晶ですか。名前の通りホコリですか。
→水の結晶。出来かたや写真はネットにいろいろ上がっているので調べてみてほしい。 - 氷の結晶構造はIhだと言われましたが、高校時代の科学では水分子が水素結合している状態で並んでいると習いました。Ihの図は水素原子と水素原子が隣り合っていますが、まちがいではないのでしょうか。
→間違いではありません。酸素ー酸素間の水素原子の入りうる位置には空席がありますので。 - 雪の結晶にもさまざまな種類がある事に驚きました。人工雪はかき氷のように一度水を凍らせてから細かく削ってつくるのかなと思ってました。あと、雪が降る時とひょうが降る時、上空では何が違うのでしょうか？夏に以前ひょうが降った時があったのですが、とても不思議です。
→http://epp.eps.nagoya-u.ac.jp/~yoshida/japanese/science-notes/atmosphere/glossary.htmlに気象用語の説明がある。 - 雪の結晶が温度で変わると始めて知った。だが、本当に同じ形同士の雪はないんですか。
→似たのはあるけど全く同じのはない。 - 氷の結晶構造が様々であるのは知らなかったのでおどろきました。質問で、Ihの氷は六角形の性質があるそうなのですが、Ih外の構造をもつ氷も六角形の性質をもつのですか？また強度などに違いはあるのでしょうか？
→結晶構造の見た目が六角対称でなければ六角形になる性質はもたない。強度については私も知らない。 - 雪の結晶についてよく知れてよかった。種類は何種類くらいまであるのでしょうか？
→どこまで細かく分類するかによる。リブレクトの本を参照してみてほしい。何十種類かはありそう。 - 結晶の話が特におもしろかったです。結晶の形が違うと、当然雪のつもりかたもかわってくると思いますが……パウダースノーなんかはどんな形なんでしょうか？
→パウダースノーを特に調べたという話は見つけることができなかった。遭遇した時にルーペで拡大してみてはどうでしょう。 - 雪の結晶の形とかがわかったとして実用性はあるのか。
→上空の大気の状態を知る手掛かりになる。 - 溶液のままで凍らせることは可能ですか。（たとえば、溶質を再結晶させて得るなんてことがありますが、分離させないままで凍らせることは可能なのかと思いました）。
→水の場合は殆ど無理で、凍らせると氷の部分から不純物が追い出されてしまう。不純物が濃縮された部分を閉じ込めた状態で周囲が氷になることはできても、氷の結晶構造に混じった状態で固体になれるのは、アンモニアなど限られた物質だけである。 - 私は他学部なのでわかりませんが、山形大学の理学部では、氷のVIIを作る実験（先生が講義で話されていた方法で）をすることは可能なんでしょうか。
→高圧をかける実験をしているという人は私の周りには居ないが、実験条件として実現可能な研究室はどこかにあるかもしれない。 - 先生の名前かわいいですよね。気体では水分子が数個くっつくとありましたが、どうやってくっつくのですか？極性ですか？あと、温度によってくっつく数が変わるのはなぜですか？
→極性、ともいえる。水素結合による引力が強いからだと説明できる。くっつく数が変わるのは温度ではなくて（温度も影響するけど）湿度の影響を受けていたはず。 - 結晶のかたちはいっぱいあるのに、全部Ihで同じということに驚いた。雪の結晶とチンダル像の大きさは同じぐらいなんですか。
→観察した人の記録を見ると、普通はチンダル像の方が大きいようですが、雪結晶もうまく成長すると大きく育ちますので、一概には言えないかと。 - 氷の構造が温度はもちろん、圧力も関係しているということを初めて知った。また、雪の結晶も見たこともない形もあって大変おもしろかったです。中谷ダイヤグラムの話を聴いていたけどよくわからなかったです。
- 温度によって雪の結晶の形が変わることがおもしろかった。理論がないこともまた雪の結晶のナゾはまだあると思った。
- なんとなく見ていた雪を、こういう風な見方をするとより好きになりました。
- 志ってはいたが、温度・圧力によって水の結晶構造が変わるのはおもしろいと思った。雪の結晶のｆの写真の形ははじめて見た。チンダル像もはじめて知った。
- ただ単に氷といっても何種類もあることを知っておもしろいと思った。私たちが普段目にする氷はIhだということなので、他のも見れたら見てみたいと思った。また、氷の構造はすごく複雑だけどそれが逆に興味深くて、もっと勉強したいと思った。
- 水の状態図のような複雑な表を初めて見ました。全てを理解できるようになれば見方も変わって楽しくなるんだろうなあと思います。
- 樹枝状六花や広幅六花などの形の結晶はなじみがあったが、針や鼓などはなじみがなく、おどろいた。沸とうさせてさました水で氷をつくろととうめいな氷ができると聞いたことがある。
- 降ってきた雪の形を見るだけでどのような気象を通ってきたのか知ることができるのは興味深かった。
- 結晶を作ってみたい。
- 氷について学び、はじめて知ることも多く、たのしかった。それぞれの雪の形はちがくても全部Ihということを知っておもしろかった。
- 氷にも多くの種類があることに驚いた。
- 氷にたくさんの種類の構造があると知って驚いた。雪の結晶は気候で変わるのはすごいと思った。日本人は意外にすごい人がたくさんいると思った。
- たくさん種類があってびっくりした。
- 雪の結晶にいろいろな種類があることをはじめて知りました。
- 「水」からここまで多くの話ができるとは思わなかった。
- sp2とsp3があとづけで決まっていたとは知らなかった。
- 身の回りの結晶はIhだというのがわかった。
- 雪の結晶が６角形だけじゃないことをしっておどろいた。
- 氷の結晶構造が多様にあることにおどろきました。
- 雪の結晶がこんなにあるとは思わなかったです。しかも、雪の結晶はｄこを通ってくるかわかるのがすごいと思った。
- 氷の結晶の模様など知らないことがたくさんあった。
- 氷に種類があることに驚いた。チンダル像が見たい。
- 私はけっこう雪の降るところに済んでいたのですが、雪の結晶には色々と種類があると知って驚きました。
- 雪の結晶の図を見て、結晶の形の種類の多さに驚きました。肉眼で見ていると全く違いが分かりませんが、こんなにも形が違っていたことを改めて感じました。また、形は違っても全てIhの大きさに変わらないということも驚きでした。普段の身近なものでも、科学リテラシーの授業を通して、また別の視点から物事を考えて、知識を増やしていきたいです。
- 氷にもいろいろな結晶構造があるのを始めて知りました。一度自分の目で本物を見てみたいと思いました。
- 雪の結晶で空の状態がわかるというのはおもしろいと思った。「Ih」ということばは始めて知った。
- 氷の結晶を見てみたいと思ったことはあるが、肉眼ではなかなか見えなかった。
- 雪の結晶んはいろんな形があってキレイだと思った。
- 気候がちがうことで雪の形もたくさんあると思った。昔の研究者たちはすごい。水って不思議だなあ。
- 温度、圧力、湿度などのいよってさまざまな結晶構造になることがわかりました。同じ物質では同じ構造になるような気がしていたので、たくさんの種類があって驚きました。
- 雪の結晶が成長するのはスゴイです。日本人の研究が有名なので、今後も頑張ってほしいです。
- 氷が融ける時にも対称性があるのはとてもおどろきました。
- 数万年スケールの実験て果てしないなと思いました。
- 氷の結晶のできる仕組みがわかってよかった。
- 氷は水が固まっただけのものとしか思っていませんでした。１時間、１つのテーマだけでお話が続けられるのは本当にすごいですね！！
- 氷の結晶構造の違いによって氷の見た目、性質がどのように異なるかもっと詳しく知りたいと思いました。雪結晶の成長過程の話はすごく面白かったです。
- 雪の結晶には板状や柱状など様々な形があると知った。
- 氷の相図について初めて知り、特に構造の違いが興味深かった。
- 氷の結晶が状態によって違う形になるなんて知らなかったです。
- 日本の氷の研究が世界のトップクラスですごいと思った。
- 水に対してこんなに深く考えたことがなかったので、とてもためになる授業でした。ありがとうございました。
- ５月に入って少し暖かくなったのでよかった。日本は雪の結晶の分野で世界的な業績を上げているといっていたけれど、まだまだ理屈じゃ説明しきれない部分があるらしく、科学は奥が深いなあと思った。
- 氷の結晶構造が数多く存在することがわかり、とても興味深かった。
- 氷にもいろいろな構造があることに驚いた。
- 圧力や温度によって氷の結晶構造が違うということをはじめて知りました。
- 身近にある”水”にも、様々な化学的性質があることに、再度化学のおもしろさが実感できた。
- 水も奥が深いことが分かった。自分でも調べてみたいと思った。
- 氷の結晶構造はおもしろいと思った。水素の位置が水よりも多く位置が乱れていることに興味をもった。
- 氷の結晶がそこまで多いとは知らなかった。12種類以上に見つかればどのような期待ができるのか？（何かに利用できるとか）。雪の結晶はほんとうに形が美しいと思う。自然の力で六角形になったりお花の形になったり不思議。チンダル像は氷の部分が白いということに驚いた。
→工業的な意味で利用できるかどうかはわかりません。でも、もし、凄い高圧で何かを加工する、といったことになったら、応用面の意義がわかってくることもあるかも。 - ダイヤでできる氷すごい。
- 雪の結晶の構造が温度によって細かく確認されていることに驚いた。日本人→氷の業績→スゴい。
- チンダルの結晶がおもしろいと思った。
- 氷について調べるのに宇宙にまで出ているのはとても驚いた。
- 雪の結晶はきれいだと思った。
- 氷の結晶構造にはいろいろな種類があるというのが興味深かったです。
- 雪の結晶の成長とその条件が分かっておもしろかった。
- 図がたくさんで見やすかった。
- チンダル像がかわいい。
- 結晶の話おもしろかったです！！！
- 氷の結晶の写真がきれいでした。
- 氷の結晶構造が複数あることを初めて知った。
- 普段何気なく見ていた雪の結晶がこんなに深いものだと初めてしりました。中谷先生の言葉はステキだと思いました。
- 学ランについた雪の結晶がきれいだった。
- ふだん見ている氷がすべてIhだということを、今回の講義で初めて知りました。しかも、日本人の氷の研究が世界的に有名なのもビックリしました。いつも、学生のことを考えて、室温など学習環境を整えて下さって、本当にありがとうございます。化学とは無縁の文系高校生でしたが、大学に入って、受験のための暗記としてではない化学が勉強できて、とっても楽しいです。
- お話を聞きやすい環境でした。
- プリントも印刷が見づらい所があるが、先生の次もだいぶ見づらい所があるのですが……。
→教室が大きいので大きく書いても後ろは見づらくなる。オペラグラスのようなものを持ち込むと良いかもしれない。 - おもしろかった。
- 実験で証明ｄけいても、論理的に証明できないのは悔しいなと思いました。
- 先生はいつ目が悪くなったのですか？私は中学校のときに人気冒険マンガ『ONE PIECE』をまとめ買いし、夢中になって読んだところ、2.0→0.1になりました。悔しいです。コンタクトレンズは目の呼吸ができないため細胞が死んでしまいますが、先生は眼鏡なので大丈夫ですよね。うらやましいです。
→眼鏡にすれば良いのでは。私の目が悪くなったのは小学生の頃から。眼鏡をかけたのは小5のとき。暗いところで本を読んで悪くなった。 - ”真空”とはいったい何ですか？原子と分子のないところには何があるのですか？授業とあまり関係がないかもしれませんが、とても気になります。
→宇宙空間を考えると分子もほとんど漂っていない真空の領域が広がっている。普通に物質が無い場所と考えるしかないのでは。 - 先生の知識量、すごいです！
→そりゃ商売だから……。 - 水の研究は何年ほど続けられてきたのですか
→世界中での話なら研究史年表通り2000年以上前から。私個人についていえば、最初に関わってから20年ほどになる（途中で別のことをしてたのでもうちょっと短いが、きっかけは博士前期課程のとき） - 教室がじめじめしてます。