単原子分子と原子

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単原子分子と原子の違い

単原子分子 vs. 原子

単原子分子（たんげんしぶんし、monoatomic molecule）とは、1つの原子から成り分子のように振る舞う化学種のことを指す。通常、ヘリウムやアルゴンなどの希ガスの単原子状態を指すことが多く、単原子気体 または 単原子ガス と言われることもある。これに対して、2つ以上の原子が結合してできている分子を多原子分子と呼ぶ。 単原子分子は一つの原子のみから構成されるために、運動の自由度は並進運動のみで、振動や回転といった自由度が存在しない。このとき、1モルの分子に対する定積比熱C_vは となる。一方、定圧比熱C_pは となる。ゴリラでーす この他にもアルカリ金属や水銀、ヨウ素などの気体は原子間の結合が比較的弱いため、高温で解離して単原子分子となる。 ハロゲンや酸素の分子に対して紫外線を照射すると結合の解離が起こり単原子分子となる。これらはラジカルであるため、反応性が高く、圧力が高い状態、すなわち他の分子が周囲に多く存在する状態ではそれらとすぐに結びついて単原子分子ではなくなってしまう。しかし、圧力が極端に低い状態、すなわち周囲に他の分子が存在しない状態ではそのまま安定に存在する。そのため、地球の大気の上層部や宇宙空間では窒素や酸素も単原子分子として存在している。. 原子（げんし、άτομο、atom）という言葉には以下の3つの異なった意味がある。.

原子核

原子核（げんしかく、atomic nucleus）は、単に核（かく、nucleus）ともいい、電子と共に原子を構成している。原子の中心に位置する核子の塊であり、正の電荷を帯びている。核子は、基本的には陽子と中性子から成っているが、通常の水素原子（軽水素）のみ、陽子1個だけである。陽子と中性子の個数、すなわち質量数によって原子核の種類（核種）が決まる。 原子核の質量を半経験的に説明する、ヴァイツゼッカー＝ベーテの質量公式（原子核質量公式、他により改良された公式が存在する）がある。.

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弱い相互作用

弱い相互作用（よわい そうごさよう、）とは、素粒子の間で作用する4つの基本相互作用の内の一つである。弱い核力、あるいは単に弱い力とも呼ばれる。この相互作用による効果として代表的なものにベータ崩壊がある。電磁相互作用と比較して、力が非常に弱いことからこの名がついた。.

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強い相互作用

強い相互作用（つよいそうごさよう、Strong interaction）は、基本相互作用の一つである。ハドロン間の相互作用や、原子核内の各核子同士を結合している力（核力）を指し、標準模型においては量子色力学によって記述される。強い力、強い核力とも。その名の通り電磁相互作用に比べて約137倍の強さがある。 強い相互作用の理解は、歴史的には湯川秀樹による、パイ中間子の交換によって核子に働く核力の説明に始まるが、1970年代前半の量子色力学の成立によって、ゲージ理論として完成した。.

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分子

分子（ぶんし）とは、2つ以上の原子から構成される電荷的に中性な物質を指すIUPAC.

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第18族元素

18族元素（だいじゅうはちぞくげんそ）とは、長周期表における第18族に属する元素、すなわち、ヘリウム・ネオン・アルゴン・クリプトン・キセノン・ラドン・オガネソンをいう。なお、これらのうちで安定核種を持つのは、第1周期元素のヘリウムから第5周期元素のキセノンまでである。貴ガス (noble gas) のほか希ガス・稀ガス（rare gas）と呼ばれる。.

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重力相互作用

重力相互作用（じゅうりょくそうごさよう、gravitational interaction）とは、自然界に存在する4つの基本相互作用のうち、重力による相互作用を指し、力の強さは距離の2乗に反比例する。.

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酸素

酸素（さんそ、oxygen）は原子番号8、原子量16.00の非金属元素である。元素記号は O。周期表では第16族元素（カルコゲン）および第2周期元素に属し、電気陰性度が大きいため反応性に富み、他のほとんどの元素と化合物（特に酸化物）を作る。標準状態では2個の酸素原子が二重結合した無味無臭無色透明の二原子分子である酸素分子 O として存在する。宇宙では水素、ヘリウムに次いで3番目に多くの質量を占めEmsley (2001).

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電子

電子（でんし、）とは、宇宙を構成するレプトンに分類される素粒子である。素粒子標準模型では、第一世代の荷電レプトンに位置付けられる。電子は電荷−1、スピンのフェルミ粒子である。記号は e で表される。また、ワインバーグ＝サラム理論において弱アイソスピンは−、弱超電荷は−である。.

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電磁相互作用

電磁相互作用（でんじそうごさよう）は、電場あるいは磁場から電荷が力を受ける相互作用のことをいい、基本相互作用の一つである。電磁気学によって記述される。場の理論においてラグランジアンに対してU(1)ゲージ対称性を付与することで現れるU(1)ゲージ場の成分が電磁気学におけるいわゆるスカラーポテンシャル及びベクトルポテンシャルと対応し、また自身についても対応する自由ラグランジアンを持っている。ラグランジュ形式で議論することで、物質に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで電磁場から物質に対しての影響を、逆に電磁場に対応する変数でオイラーラグランジュ方程式を解くことで物質側から電磁場に与える影響を導き出すことができ、それぞれ、通常の力学でのローレンツ力とマクスウェル方程式のうちのガウスの法則とアンペールマクスウェル方程式を導出することになる。.

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気体

気体（きたい、gas）とは、物質の状態のひとつであり岩波書店『広辞苑』 第6版 「気体」、一定の形と体積を持たず、自由に流動し圧力の増減で体積が容易に変化する状態のこと。 「ガス体」とも。.

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