こうぞう‐げんり〔コウザウ‐〕【構造原理】
読み方：こうぞうげんり
⇒構成原理1
構造原理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/08/06 21:14 UTC 版)
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構造原理（こうぞうげんり、構成原理、組み立て原理、増成原理とも、英: Aufbau principle、独: Aufbauprinzip）は、原子において、電子はエネルギー準位の低い電子軌道から先に占有するとする原理をいう。なお、ドイツ語: Aufbauは「築きあげること」という意味である。
「組み立て」の流れの詳細は原子オービタル関数によって数学的に記述される。電子の振る舞いは、フントの規則やパウリの排他原理といったその他の原子物理学の原理によって作り上げられる。フントの規則は、たとえ同じエネルギーの複数のオービタルが利用できるとしても、その他の電子によって占有されたオービタルを再利用する前に、占有されていない軌道をまず埋める、と断言する。しかし、パウリの排他原理によれば、2つの電子が同じオービタルを占有するためには、それら電子は異なるスピン（−1/2および1/2）を持っていなければならない。
殻模型として知られる構造原理の原子核版は、原子核中の陽子と中性子の配置を予測するために使われる[1]。
概要
電子軌道は方位量子数の小さい順にs軌道、p軌道、d軌道、f軌道となっている。副殻はそれぞれ主量子数を前において1s、2pなどと表され、通常はエネルギーの低い順に、1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s,... が占有される。
例外
すべての元素がこの原理に従っているわけではなく、例外が存在する。たとえば第4周期では、
である。これは、3d軌道が半閉殻/閉殻になった方がエネルギー的に安定なためである。
脚注
- ^ Cottingham, W. N.; Greenwood, D. A. (1986). “Chapter 5: Ground state properties of nuclei: the shell model”. An introduction to nuclear physics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-31960-9
外部リンク
- “IUPAC - aufbau principle (AT06996)”. International Union of Pure and Applied Chemistry. doi:10.1351/goldbook.AT06996. 2020年10月14日閲覧。
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構造・原理
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/10 09:33 UTC 版)
魔法瓶は二重構造になっており、内層と外層との間の空間が真空になっている。ガラス製の場合、真空側の面はメッキが施されており鏡面になっている。 容器の中に入れたものの温度が変化するのは、熱伝導によって内容物の熱が触れている容器の内壁に移動し、そこから容器の外壁を通して容器の外に逃げるからである。また熱放射により熱が電磁波として容器に吸収されたり、外へ逃げてしまうことも原因である。この2点を防ぐために、工夫が凝らされたものが魔法瓶である。 真空技術に関しては同じく真空が重要となる白熱電球の製造と共通する点があり、初期の魔法瓶開発には電球の技術者が携わっていた。 熱伝導を防ぐ 物体と物体が接触している部分から熱が逃げるため、容器を二重構造にし、その間を真空にすることで熱の移動を遮断する。ただし容器を二重にしても外層によって内層は支えられているため接点が存在し、完全に熱伝導を防ぐことはできない。また、完全な真空状態を人為的に作り出すことはできず、一般に言われる真空とは「極めて低圧の状態」である。そのため、完全な熱伝導の遮断は非常に難しい。 熱放射を防ぐ 内容物のエネルギーが電磁波の形をとった放射として逃げるのを防ぐため、鏡面による反射を利用している。これによって、放射された電磁波を内容物に戻し外へ出さなくすることができる。ただし完全な鏡面は存在せず、実際には9割程度の反射率なので、残りは主に内層に吸収されてしまう。そのため完全な熱放射を防ぐことはできない。 据え置き型のポットなど容量の大きい物は特に水中のカルシウム分が沈積しやすいので、定期的に落とす必要がある。物理的にこすって落とそうとするとガラスまで傷つけて破損しやすくなるので、クエン酸などを主成分とする洗浄剤や酢酸を使って落とす方が良い。
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