茅　幸二, 中嶋　敦：化学の考え方

概要

岩波講座　現代科学への入門の第1巻である。まえがきの ix ページから引用する： (番号リストは原文ではカッコつき)

本書では，化学の考え方の基礎として次の 4 つの考え方が大切であることを中心に述べていく．

1. 物質の階層性
2. ミクロ世界における物質の粒子性と波動性（二重性）
3. 多数の構成単位による「分布」のもとに物質が存在すること．
4. 構成単位の「分布」がゆらぐ中で，固体・液体・気体間の平衡や化学反応が起こること．

感想

本書は化学というより、物理の観点で書かれているように感じた。 だから、私は物理の入門書として読んだ。ただ、化学の書籍だからか、 具体例として、水素原子、リチウム原子、ポリエンなどが取り上げられているのは面白い。

p.83 では、イオン結合による凝集について述べられている。そこでは、 １次元的に並べられた塩化ナトリウム NaCl について、 特定の Na 原子が受ける静電エネルギーを計算している。pp.83-84 から引用する：

Na 原子と Cl 原子との距離を `R` として，注目している Na 原子が受ける静電エネルギー `E_(CE)` を計算すると，すぐ隣が引力，次が斥力，そのまた隣が引力，…などとなっていることから， 次式のようになる．

`E_("CE")`

`= 2(-e^2)/(4pi epsilon_0 R) (1/R - 1/(2R) + 1/(3R) - 1/(4R) + cdots)`

`= (-e^2)/(4pi epsilon_0 R) A `

ここで，

`A = 2(1 - 1/2 + 1/3 - 1/4 + cdots)`

とおいた．いま，対数関数の展開公式（マクローリン展開）

`ln(1+x) = x - x^2/2 + x^3/3 - x^4/4+ cdots`

を用いると，`x = 1` とおくことにより，`A = 2 ln 2 (=1.386) ` となるので，結局

`E_("CE") = (-e^2)/(4pi epsilon_0 R) 2 ln 2`

となる．

たまたま同じ時期に図書館で借りていた「数学の力」に、この対数関数の展開公式から得られた無限級数の和が、 メルカトル級数として記述されていたので、うれしくなった。

数式記述

このページの数式は MathJax で記述している。

誤植

書誌情報

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