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2022年度第5回坊っちゃん講座「物質の性質を決める電子の振舞い」開催報告

7月23日(土)に坊っちゃん講座をオンラインで開催し、220名を超える参加がありました。

 

本講座は最先端の研究や応用研究において世界をリードしている研究者が研究の面白さを高校生、中学生および大学生に伝え、勉学意欲の向上と進路選択に資するために開講しています。

 

最初に中山先生の自己紹介があり、高校生のころに読んで印象に残っている『分子と人間』という本では、原子は〇(まる)の大きさ、色の違いで表されているのを見て、化学に対して興味を持つ出発点になったと話がありました。原子が組み合わさって分子ができるが、化学反応の実態は原子の動きではなく、電子が重要だと大学で習い、印象に残っていること。今では、物質の中の電子の性質を調べる研究しているとお話があり、本日の講座では、「ものの性質を知りたかったらその中の電子の様子を知る必要がある」と講演が始まりました。

 

講演では、電子の正体は、「上・下の区別がある波」であるというポイントについて、電子は電荷の資質を持った粒子であると同時に波の性質を示すと図をつかって説明がありました。

電子の数18(原子番号18アルゴン)と19(原子番号19カリウム)を例にあげ、「アルゴンは気体で化学反応を起こさない」、「カリウムは固体(金族)で極めて反応性が高い」と電子1つの違いで全く性質が異なると説明があり、電子の座席によって性質がわかると、トランプ(K(キング)の絵)を使って、説明がありました。

 

電子を利用する技術(エレクトロニクス)についても触れ、分子間結合を通して電気を流す物質の紹介や分子間を電気が流れる仕組みの説明の後、研究室では、有機ELより電気の流れを速くする「有機分子の結晶」の研究や、きれいに分子を並べ試料をつくる研究、試料の中で分子が波の状態になっていることを実験的に測定していると紹介がありました。

 

講演のまとめとして、「化学は物の性質に興味を持ち、新しい性質をもった材料をつくりたい、今ある物質がどういう性質を示すのか知りたいというモチベーションで研究を進めている学問であり、ここに興味をもって化学の分野に進む人が増えてくれることを願っている。物質の性質を知りたい時は、電子の振る舞いを理解できれば物質をスマートに理解できるようになる」と締めくくりました。

 

その後、参加者から「Q&A機能」を用いて質問を受け、30件を超える質問を1つ1つ丁寧に、時間を延長し回答してくれました。

 

参加者からは、「私は化学が好きなので、興味があることについてより詳しいことを知ることができて化学のいろいろな面白い部分に触れられました。また、講座の後に質問をできる機会を設けていただいたので、日ごろ疑問に思っている点を大学の先生に質問できてとてもよい機会でした。」、「大学で、ある一つの分野について深く研究するというのはどういうことかを知ることができ、今後の大学での学びが楽しみになりました。」、「初めて参加しました。中学生で理解できるか、とても緊張しました。先生のお話に引き込まれて、あっという間に時間が過ぎました。」などの感想が寄せられました。

 

オンライン講座の様子 

  

 

 

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