窒素原子の自転

窒素が大気中で他の原子と容易に結合しないのは知られていますが、その説明となると皆無です。私にとっては何故これが疑問点として上がらないのかが疑問なのですが、生活する上では支障がないし、特に一般に試験問題にならない、つまり商売にならないと言う他は有りません。倫理上からも、学問の神髄からも程遠い話ですが、これを放任しているのが現状で、今の教育制度、文科省の在り方には疑問符が付きっぱなしです。

私事ですが、最近記事を書いてもアップしなかったり、どこかの記事にまぎれて書いていたりと、取り纏めに四苦八苦しており、何処かにまぎれて重複してアップしていたら、申し訳有りません、復習も兼ねているものと見て、見過ごして下さい。

窒素原子を考える時は、７個ある陽子と７個の中性子の配置の状態を考えないと始まりません。問題としなければならないのが、プラスの陽子が奇数個有ると言うことです。原子番号の数が多くなればなる程その並びを余り考慮しなくてもよいのですが、生命化学の場合カルシウム迄は、考慮しなくてはならないようです。

７と言うと、ラッキー７とかよく使われます。パチンコ等では役の数字で他に３、５、とか有り３つ揃えば大フィーバーです。何だ、ギャンブルの話かあ、と飽きれるかも知れませんが、よく対比して見ると、リチウム、ホウ素と前にも出て来た惑く付きの原子です。遊技機のソフトを開発する人は、そんな事を考えながら作ってはいないと思いますが、数字の単純な組み合わせで、人を魅了できるのは、人間の構成物質にも関係するのかも知れません。まあ、考え過ぎと言うことで、先に進みます。

この陽子７個中性子７個を互い違いに原点に集めて３次元に並べると、中性子は影響がないとして陽子１個がどうしてもはみ出しそうなのです。つまり、電子１個もはみ出し、安定できず電子価３なので、基底状態になろうとして、開いている電子軌道に落ちます。そうするとどうなるでしょうか。一旦落ちたもの、そう容易く励起状態には戻れなくなり、逆にそれなりに安定します。故に自転も大した出来なく、しかもかなりの螺旋運動となり、結合の相手も探せません。ゆえに大気の成分は窒素が多くなり、次に酸素と言う具合になります。
それでも大気を考えた場合、見逃している点があります。窒素は他に結合の相手が無いのかと言うと、そうでもなさそうです。水素原子は半面プラスにもマイナスにもなり得ますから、窒素のはみ出している軌道に入れます。記号で表せば、N⁻H⁺ です。この水素には外側がプラスなので他の原子は容易く結合できないし、紫外線が有れば、電離して上空に昇ります。こうなれば異常乾燥状態です。

とまた、まさかが過りました。水素が窒素に寄り添っているとは、私だけが仮定の話で言っているだけで、誰も確認をしていないし、調べた所で水素は観察しようとした時点で、忍者の様に隠れてしまう物質です。なので理論上矛盾しない程度に論理展開しているのだけですが、最近火事のニュースをよく見ます。昨日も落雷による火事が福島県であったようです。例年何処かで有るには有ると思いますが、燃え方が半端じゃないような気がするのは、気のせいでしょうか。

考えたのは、大気中の水素の量です。原発の水素爆発で、大気中にある水素の量が増えたと仮定しても、それと同時に放射性物質も巻き散らかされた訳で、しかも大気に運ばれるくらい微細に砕かれたわけです。福島大学の研究では、微量ですけれども世界を何周かするくらい大気を漂って地上に降っているらしいです。
これが事実として、この単体に近いセシウム等の物質は、単体のままでいられるのかです。

学会では、電子顕微鏡で水素の撮影に成功していて、水素を閉じ込める物質にバナジウム金属を使ったと記憶しています。写真で見た限り、バナジウムの原子同士の隙間が黒いだけで何処に水素が有るのだろうと探したのですが、その黒い隙間が水素だらしいです。それはそれで評価できる事だとして、問題は放射性物質はバナジウムよりもっと大きな物質で、質量も大です。水素は隙あらばどんな物質にでも隠れる事が出来ます。つまり、相当の数の水素が吸い付けられるわけです。
だったら水素が増えれば問題ないじゃないかと思われますが、自然環境定数と言うか、水素自体が数をコントロールする事は出来ず、まずは身近にある水素を使う事になります。

さあどうでしょう、人間が差程感じられない程度であれ、乾燥状態が生まれてしまいます。願わくばそんな話は有り得ないと私自身も考えたいですが、事件が有ってからでは対応できず、誰かが濡れ衣を着せられない事を願わずにはいられません。
この事を考慮に入れて、物事の真相を考えたいと思います。

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炭素原子の自転

炭素は、生物構成原子(生物原子と命名)の中で唯一球対称で、陰陽の性質は半々であり単体であれば半導体の性質を持つと思われますが、一番単体でいられない物質でもあります。
原子が単体であれば、原子自体が持つ固有の性質で、自転回転していると思います。平たく言えば、E = mc² エネルギーを持ち、その一部を自転エネルギーに割り当てられると言えば良いでしょうか。しかし、ここは勘違いし易いですが、高速に自転している原子は、慣性の法則から半永久的に自転できるので、他からエネルギーを貰わなくても運動でき、他の原子と結合すれば、この自転エネルギーが失われ、重力場の中を運動する運動エネルギーに変換されます。
化学ではよく、単位としてジュールを用い kJ·mol⁻¹ の様に使うようです。
今は単位が問題ではなく、物事の捉え方を述べたいので、省力します。

この現象は、重力場で見ている人間のような観測者からの視点で、エネルギーが発生した、運動が起こったと思うのは相対的なもので、観測する場が違えば、止まっている様にも見えるだろうし、もっと速くにも見えるでしょう。
よく電車での衝突事故に遭われた人の話の証言に、周りの人の景色がスローモーションの様に見えたとか聞きます。しかし、電車に乗っていない外から見た観測者には速くて何が起こったか分からないくらいでしょう。
そう言った観点から生まれたのが相対性理論であり、必要な理論にも関わらず、有効には使われていないと言った実感が有ります。

例えばアインシュタインも考えた人が光の速さで運動したら光はどう見えるだろうか、とかです。今はテレビの電波とか有りますから、その電波と平行して同じ速さで運動したら、テレビの画面の様に映像が見れるだろうか、と同じ疑問です。

私の結論から言えば、見えるだと思います。勿論、そんな運動は人間には出来ませんけれども。
これからも分かる通り、人には実験で確認できる事と、出来ない事が必ず有り、理論的にしか構築できない世界が有ります。科学を目指す者は、これを克服しない限り、何処かに落とし穴を引きずる事になります。学問を究めるのであれば、物理だけ、化学だけ、生物だけ…と言った甘えはもはや許されないのだと思います。

炭素が高速で自転しているかどうかは、実験では確認できません。ですので、実験でその先へ進むのは、意味が有りません。第一、水素ガス、窒素ガス、酸素ガスは有りますが、炭素ガスのボンベが有るとは聞いた事が有りません。と言う事は、単体の炭素は危険で扱えないと言うことではないでしょうか。その事からも、高速自転は予想されます。では仮に炭素原子の表面に立って観測したらどうなるでしょうか。この場合、人間が地球の表面に立って観測できる様にと言う意味です。
我々は、地上で生活している場合地球が自転している事は、殆ど意識しないのではないでしょうか。お日様も東から昇り、西に沈むと言う使われ方をしますし、自転エネルギーが有るからとかは言いませんよねえ。これは、地球固有の性質であり、エネルギーと見るかどうかは、これも観察者次第となりそうです。
観察者は地球と一緒に自転をしていますから、地球に対し運動していないと思うはずです。では、仮に炭素原子に立ったこびとの場合はどうでしょう。小人の大きさは地球と人間との大きさの比と同じだとします。
小人は、原子の自転と一緒に自転するでしょうか。私の答えはしないと思います。原子は今地球の重力場の中で自転しているとします。原子にも微小なりとも重力が有るから、一緒に回転しそうですが、地球の重力場による空間の曲がりの方が強く小人は地球の重力場に対し運動することが出来なくなり、原子の高速自転を間近に観測する事になります。故に電気的中正な物質は原子に近づけません。

話は変わりますが、日本の武道には、柔道、相撲と言った国技が有ります。大きい者が必ずしも小さい者に勝つとは限らない世界です。理論的にも小さい者の方が速く動けますから、相手の力を利用して勝つ事もできると言うのは、日本の精神の中にこの物理的原理が備わっていた、と思えてなりません。

今度は何故原子が自転しているかの、説明です。
単体の原子になっている状態では炭素の場合、電子価４なので、その４個を埋めようと電子が波となって運動します。生物原子では、４個は最大で、結構激しい波となります。電気的には中性なので、電子の数は最低で、基底状態に有ると言えます。電子が波として存在している時は反電子も動きますから原子核も動き、結果として原子が自転していると言えます。故にこの自転は高速になります。

これを考慮してメタンガス等の炭素化合物ガスの燃焼を観測すれば、炭素の自転が関係するのを容易に想像できます。この間の例を出すと気が引けるのですが、電子を余り伴わない結合は、そのまま爆風のエネルギーだけとなり現れます。

この考えを採用すれば、炭素が容易に結合の相手、酸素を探せるのが分かると思います。勿論炭素同士でも結合しますが、結合し易いが故に、今の大気中には炭素の単体が殆ど無く、結局酸素ということになります。酸素自体も回転していますから同様に言えます。但し酸素は球対称には成り難いので、自転よりかは、螺旋回転運動ではないかと思います。水素は至所忍者の様に隠れていますから、デフォルトでそれも可能です。

問題は、その中間にある原子、窒素です。これが分からないとアミノ酸とか分からないと思うのですが、長くなったので一旦区切ります。

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