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  • You probably know that all stuff is made up of atoms

    身の回りのもの全てが 原子でできているとか

  • and that an atom

    原子は とてもとても

  • is a really, really, really, really tiny particle.

    小さいものだと 知っているかもしれないね

  • Every atom has a core,

    どの原子にも核があり

  • which is made up of at least one

    少なくとも1つの

  • positively charged particle

    プラスの電荷を持つ陽子と

  • called a proton,

    プラスの電荷を持つ陽子と

  • and in most cases,

    通常 似たような数の

  • some number of neutral particles called neutrons.

    電荷を持たない 中性子からなっている

  • That core is surrounded

    この核の周りを

  • by negatively charged particles called electrons.

    マイナスの電荷を帯びた 電子が飛び回っている

  • The identity of an atom is determined

    原子が何の原子であるかは

  • only by the number of protons in its nucleus.

    原子核の中にある 陽子の数で決まるんだ

  • Hydrogen is hydrogen because it has just one proton,

    陽子が1つだけなら水素

  • carbon is carbon because it has six,

    陽子が6つなら炭素

  • gold is gold because it has 79,

    79個あれば金の原子だと

  • and so on.

    全てこのように決まっている

  • Indulge me in a momentary tangent.

    ちょっと横道にそれてみよう

  • How do we know about atomic structure?

    どうやって原子の構造が分かるのか?

  • We can't see protons, neutrons, or electrons.

    陽子、中性子、電子は 実際見ることはできない

  • So, we do a bunch of experiments

    だから 実験を重ねて

  • and develop a model for what we think is there.

    予測するものの モデルを構築する

  • Then we do some more experiments

    さらに実験を繰り返し

  • and see if they agree with the model.

    結果がモデルに合うか確かめる

  • If they do, great.

    モデルに合えば素晴らしいが

  • If they don't, it might be time for a new model.

    合わなければ 新しいモデルが必要とわかる

  • We've had lots of very different models for atoms

    紀元前400年のデモクリトスの 原子論以来

  • since Democritus in 400 BC,

    いろいろな原子モデルが提案されてきた

  • and there will almost certainly

    この先も新しいものが

  • be many more to come.

    いくつも生まれるだろう

  • Okay, tangent over.

    では ここで本題に戻ろう

  • The cores of atoms tend to stick together,

    原子の核にあるものは くっついて固まっているが

  • but electrons are free to move,

    電子は自由に動き回っている

  • and this is why chemists love electrons.

    だから化学者は電子が好きなんだ

  • If we could marry them,

    結婚できるものなら

  • we probably would.

    したいくらいだ

  • But electrons are weird.

    でも 電子は実に変わっている

  • They appear to behave either as particles,

    小さいけれど 野球のボールのように

  • like little baseballs,

    粒子としてふるまったり

  • or as waves, like water waves,

    水の波のようにふるまったりもする

  • depending on the experiment that we perform.

    実験の仕方によって 違う性質を示すんだ

  • One of the weirdest things about electrons

    特に電子が変わっているのは

  • is that we can't exactly say where they are.

    その位置が はっきり分からないこと

  • It's not that we don't have the equipment,

    計測する装置が問題ではなく

  • it's that this uncertainty

    この不確定さが

  • is part of our model of the electron.

    現在の電子のモデルになっている

  • So, we can't pinpoint them, fine.

    だから 正確な位置はわからないが

  • But we can say there's a certain probability

    原子核の周囲の特定の場所に

  • of finding an electron in a given space

    電子が存在するかどうかを

  • around the nucleus.

    確率で示すことはできる

  • And that means that we can ask the following question:

    だから こんな質問もできるんだ

  • If we drew a shape around the nucleus

    原子核のまわりに

  • such that we would be 95% sure

    95%の確率で 特定の電子がみつかる

  • of finding a given electron within that shape,

    空間を描いたら

  • what would it look like?

    どんな形になるだろう?

  • Here are a few of these shapes.

    実はこんな形になる

  • Chemists call them orbitals,

    これらは電子軌道と呼ばれ

  • and what each one looks like

    それぞれの形は

  • depends on, among other things,

    主に 軌道の

  • how much energy it has.

    エネルギーの量で決まってくる

  • The more energy an orbital has,

    軌道のエネルギーが大きいほど

  • the farther most of its density is

    電子が存在する確率が 最も高い場所は

  • from the nucleus.

    核から より離れていく

  • By they way, why did we pick 95%

    ところで なぜ95%の確率で

  • and not 100%?

    100%ではないのだろう?

  • Well, that's another quirk

    これもまた ちょっと変わった

  • of our model of the electron.

    電子のモデルが関係している

  • Past a certain distance from the nucleus,

    原子核からある程度離れてしまうと

  • the probability of finding an electron

    電子がそこで見つかる確率が

  • starts to decrease

    減っていくが

  • more or less exponentially,

    指数関数的な減り方をする

  • which means that while it will approach zero,

    つまり 確率は限りなくゼロに近づくが

  • it'll never actually hit zero.

    完全にゼロにはならない

  • So, in every atom,

    ということは

  • there is some small, but non-zero, probability

    ある原子に属する電子が

  • that for a very, very short period of time,

    かすかだが ほんの短時間

  • one of its electrons

    ほんの少しの確率で

  • is at the other end of the known universe.

    遠く離れた 宇宙の果てに 存在する可能性があるわけだ

  • But mostly electrons stay close to their nucleus

    でも 通常 電子は 原子核の近くで

  • as clouds of negative charged density

    マイナスの電荷を持つ粒子として

  • that shift and move with time.

    濃淡のある雲の様に 時間と共に変化しながら存在する

  • How electrons from one atom

    ある原子に属する電子が

  • interact with electrons from another

    他の原子に属する電子と どう関わるかが

  • determines almost everything.

    ほぼ あらゆるものを決定する

  • Atoms can give up their electrons,

    原子は自分の電子を

  • surrendering them to other atoms,

    他の原子に渡したり

  • or they can share electrons.

    他の原子と共有したりできるんだ

  • And the dynamics of this social network

    このような原子間の関係が

  • are what make chemistry interesting.

    化学をおもしろいものにしている

  • From plain old rocks

    そこらへんの石ころから 複雑な生物まで

  • to the beautiful complexity of life,

    そこらへんの石ころから 複雑な生物まで

  • the nature of everything we see,

    私たちが 見たり 聞いたり

  • hear,

    私たちが 見たり 聞いたり

  • smell,

    匂いや味や 手で触って感じるもの

  • taste,

    匂いや味や 手で触って感じるもの

  • touch,

    匂いや味や 手で触って感じるもの

  • and even feel

    匂いや味や 手で触って感じるもの

  • is determined at the atomic level.

    全ての本質が 原子レベルで 決まっているんだ

You probably know that all stuff is made up of atoms

身の回りのもの全てが 原子でできているとか

字幕と単語

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B2 中上級 日本語 TED-Ed 原子 電子 確率 電荷 モデル

TED-ED】電子の不確かな位置 - ジョージ・ザイダンとチャールズ・モートン (【TED-Ed】The uncertain location of electrons - George Zaidan and Charles Morton)

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    稲葉白兎 に公開 2021 年 01 月 14 日
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