原子

2013年07月05日

原子でできている加計学園クッキー

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学校法人加計学園(かけがくえん)のオリジナル?!クッキーです。

なんと、原子でできているクッキーです!

小麦粉、バター、砂糖、ベーキングパウダー(炭酸水素ナトリウムなど)、卵黄、塩(塩化ナトリウム)などからできている可能性があります(レシピは門外不出?!)。


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もう一種類、味の異なる加計学園クッキーです。


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クッキーは、一つ一つが個包装になっているので、湿気ることなく、いつでも食べたいときに食べたいだけ食べることができます。


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このクッキーに、どんな元素が含まれているのか、クッキーにおける原子・分子の電子状態はどうなっているのか、そんなことを考えながら食べると、なんだかより一層美味しく感じられます。


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加計学園クッキーは、岡山理科大学のキャンパス内にあるコンビニエンスストア―で販売されています。


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加計学園の一員になってから、はや27年目の私、加計学園の酸いも甘いもある程度知っているつもりでしたが、加計学園の味がこんなに甘くて香ばしくて美味しいなんて、知りませんでした。


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クッキーの外箱です。

Kake Educational Institution
学校法人 加計学園


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クッキーの箱の中に入っている、加計学園の説明書です。

加計学園は、岡山理科大学倉敷芸術科学大学千葉科学大学岡山理科大学専門学校玉野総合医療専門学校岡山理科大学附属高等学校岡山理科大学附属中学校から構成されています。

さらに、グループ全体としては、加計美術館ヘルスピア倉敷株式会社SID創研英数学館高等学校英数学館中学校英数学館小学校吉備国際大学、吉備国際大学短期大学部順正高等看護福祉専門学校九州保健福祉大学九州保健福祉大学総合医療専門学校ゆうき幼稚園順正保育園グリーンヒル順正並木学院高等学校並木学院福山高等学校英数学館岡山校英数学館加古川校、英数学館姫路校英数高等学院並木学院高等学校松山学習センター福山福祉専門学校広島アニマルケア専門学校毎日文化センター広島吉備高原学園高等学校などがメンバーです。

週末には、倉敷美観地区の加計美術館に行き、ヘルスピア倉敷でプールに入るのが楽しそうです。

口中に加計学園の味が広がる加計学園クッキー、紅茶との相性は抜群です。

今日のblogはティーブレイク。

化学とはあまり関係ないネタですが、一休み、一休み。



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2013年07月02日

分子のシール

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分子のシールです。

左上から時計回りに、二酸化炭素(CO2)分子、酸素(O2)分子、二酸化窒素(NO2)分子、一酸化炭素(CO)分子、窒素(N2)分子、二酸化硫黄(SO2)分子、中央が水(H2O)分子。

知人男性は、自宅の近くにある人と科学の未来館サイピア(岡山県岡山市北区)が大好きで、恐竜広場で滑り台に興じ、砂場で貝殻拾いに夢中になり、プラネタリウムで星空を解説していただいたり、プラネタリウム全天周映像番組「スペースエイジ〜宇宙を目指すものたち」を鑑賞したり、企画展示室で宇宙服を着たり、恐竜の化石に接したり、サイエンスステーションで科学の本を読んだり、映像装置で元素に親しんだり、親子サイエンスルームで太陽と太陽系の惑星を並べて「惑星直列」をしたり、ボールの海に潜りこんでカレイやヒラメの気分に浸ったり、科学体験・学習広場&実験ステージで開催された理科教室に毎月参加したり、岡山県生涯学習センターの食事・喫茶グリルぱるで「星カレー」を食べたりと、通い詰めています。

知人男性は、4月と5月の理科の教室・仮説実験授業《もしも原子がみえたなら》で、原子や分子について初めて知ったようで(元素(元素記号、元素名、単体など)についてはいろいろ知っていたものの、原子や分子という粒子概念はまだしっかりとは持っていなかったようです)、それ以来、分子がとっても好きになりました。

分子が大好きになった後に、分子のシールをあげたので大喜び!

私が化学を仕事にしていることもあって、やむなく家中に化学に関する本が溢れているのですが、知人男性には「自分で発見する喜び・楽しさ」を私が奪ってしまわないよう、普段はあえて、私から化学・理科に関する知識は与えないように、私は「化学はじぇんじぇん分かりましぇん」という姿勢で接しています。

知人男性が自分で体験したり、本を読んだりして、分からないことを訊いてきたことには簡単には答えていますが。

知人男性が「人と科学の未来館サイピア」で発見してきたことを私に、「二酸化硫黄って、水分子と同じような形をしているんだよ!」って教えてくれた時、「へぇ〜そうなんだ!すごいね!」と答えたとき、知人男性はこう言いました。

「大学で化学の先生をしているんでしょ!」

「こんなことぐらい、知らなきゃダメだよ!」

うむむ・・・一本取られました。

以下の書籍は、知人男性が「人と科学の未来館サイピア」で体験した授業内容がまとめられた絵本です。


もしも原子がみえたなら―いたずらはかせのかがくの本 (いたずらはかせのかがくの本 新版)もしも原子がみえたなら―いたずらはかせのかがくの本 (いたずらはかせのかがくの本 新版) [大型本]
著者:板倉 聖宣
出版:仮説社
(2008-11-25)
 



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2013年05月19日

VESTAで描いた原子軌道マグカップ

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周期表で元素は、なぜそのように並んでいるのか。

元素は「原子の種類」を表す抽象的な概念であり、原子番号 = 陽子の数 で区別されます。

例えば、陽子1個の原子は、「水素」と呼ばれます。
陽子26個の原子は、「鉄」と呼ばれます。

元素が周期的に性質が変わる、言い換えれば周期表の縦の並び(同じ族)の元素は、性質が似ている、これらのことは、原子の電子状態(原子軌道=波動関数)を知ることによって、理解できるようになります。

波動関数 Ψ (原子軌道)は、動径関数 Rn,l(r) と角関数(球面調和関数) Yl,m(θ, φ) との積で与えられます。

主量子数 n が異なっても、角関数(球面調和関数) Yl,m(θ, φ) が同じであれば、外側から見たときの原子軌道の形は似ています。

例えば、2pz軌道、3pz軌道、4pz軌道の形は似ています(参照:マトリョーシカの電子)。

水素(1H)は1s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R1,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

リチウム(3Li)は2s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R2,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

ナトリウム(11Na)は3s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R3,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

カリウム(19K)は4s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R4,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

ルビジウム(37Rb)は5s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R5,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

セシウム(55Cs)は6s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R6,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

フランシウム(87Fr)は7s軌道に電子が1つ入った原子。動径関数 R7,0 、角関数(球面調和関数) Y0,0 

一番外側の電子(その原子の性質を決める電子)の形(原子軌道の等値表面図の形)(と電子数)が似ているから、周期表の同じ族の元素の性質は似ているとも言えます。


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お茶を飲みながら、そんなことを考えるのに好適なマグカップを作ってみました。

Atomic Orbital Uuo 7i
(n = 7, l = 6, m = 0)
calculated by DV-Xα
drawn by VESTA

DV-Xα法で計算し、VESTAで描いたウンウンオクチウム(118Uuo)の7i軌道(動径関数 R7,6 、角関数(球面調和関数) Y6,0 )です。

電子の入っていない空軌道ですが、その等値表面図の姿が美しいので、マグカップのデザインに採用しました。


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iPad、iPhoneなどで楽しめる原子軌道の計算&可視化アプリ Atom in a Box でも原子軌道の美しさは気軽に楽しめますが、ひと手間かけて、DV-Xα法で計算し、VESTAで描いた原子軌道(等値表面図)の美しさは別格です。

今回、オリジナル原子軌道マグカップの制作に用いたウンウンオクチウム(118Uuo)の7i軌道の図は、下記の書籍(量子論の基礎から学べる量子化学)のカラー口絵を飾っています。


量子論の基礎から学べる量子化学量子論の基礎から学べる量子化学 [単行本]
著者:尾上 順
出版:近代科学社
(2012-02-06)




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2013年05月02日

A Boy And His Atom 原子の粒で作られた世界最小のアニメ

A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie


走査型トンネル顕微鏡(scanning tunneling microscope)を使い、銅の結晶表面の上で、一酸化炭素分子(炭素原子と酸素原子からなる)を一つずつくっつけたり、移動したりして作成された、世界最小のパラパラ漫画(アニメーション)。

世界最小のアニメーションとしてギネス世界記録に認定されたとか。

詳しくは、IBMのWebサイトをご覧ください。





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