静電的相互作用によるポテンシャルエネルギーは距離に反比例する 100回薬剤師国家試験問91の2

第100回薬剤師国家試験 問91の2
次の分子間相互作用に関する記述の正誤を判定してみよう。

 

2 静電的相互作用によるポテンシャルエネルギーは、距離の2乗に反比例する。

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第100回薬剤師国家試験 問91の2 解答解説

 

2 × 静電的相互作用によるポテンシャルエネルギーは、距離の2乗に反比例する。
→ 〇 静電的相互作用(イオン結合)によるポテンシャルエネルギーは、距離に反比例する。

 

静止している電荷が作る電場を静電場と呼び、静電場における点電荷間の相互作用を静電的相互作用という。
静電的相互作用として、イオン−イオン間相互作用(イオン結合)、イオン−双極子間相互作用、双極子‐双極子間相互作用などがある。静電的相互作用という言葉の意味について、文章によってはイオンがかかわる相互作用のみまたは、イオン結合のみを指すことがある。
この記述における静電的相互作用はイオン−イオンの静電的相互作用(イオン結合)のみを指していると捉える。

 

★ 静電的相互作用(イオン結合)のクーロン力は、イオン間距離の2乗と媒体の誘電率に反比例する

 

イオン結合における陽イオンと陰イオンの間の引力はクーロン力(F)である。
クーロン力(F)と電荷間距離rとの関係について
誘電率εの媒質中において2つの電荷QとQ´が距離r 離れているとき、この2つの電荷間に働くクーロン力(F)は次式で表される。

 

静電的相互作用によるポテンシャルエネルギーは距離に反比例する 100回薬剤師国家試験問91の2

 

上の式より、クーロン力は電荷間距離rの2乗と媒体の誘電率εに反比例することがわかる。

 

 

★ 静電的相互作用(イオン結合)のクーロンポテンシャルエネルギーは、イオン間距離と媒体の誘電率に反比例する

 

静電的相互作用(イオン結合)のクーロンポテンシャルエネルギー(E)の式は、下記の通り。

 

静電的相互作用によるポテンシャルエネルギーは距離に反比例する 100回薬剤師国家試験問91の2

 

上の式より、静電的相互作用(イオン結合)のクーロンポテンシャルエネルギーは、
イオン間距離rと媒体の誘電率εに反比例することがわかる。

 

★参考外部サイトリンク
分子間相互作用(yakugaku labさん)

 

★ 他サイトさんの解説へのリンク
100回問91(e-RECさん)

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