同じ純物質の固体同士でも、どうして液体や気体のようにくっつかないんですか

質問

たとえば砂鉄の一粒一粒に区別できるよう印をつければ（あくまでたとえばです）、混ざったとしても一粒一粒分離できますよね？
でも水や窒素なんかは元は別々の容器に入れていたとしても、一つの容器に混ぜちゃえば元の水や窒素は区別できませんよね？
また、物質を微視的に見ると、絶えず運動している粒子であるらしいですが、それならばどうして同じ純物質の固体同士でもくっつかないんですか？
絶えず運動しているなら、互いにくっつくように動いてもいいはずです。
読みにくい文章かもしれませんが、回答お願いします。

回答No.4

TT414

鉛の場合は実験できると聞いたことがあります。

鉛をカッターなどで切断し、すぐに接触させるとくっ付くという話です。
鉄などの場合は真空中でやれば成功するそうです。

お礼

回答ありがとうございます。

>鉛をカッターなどで切断し、すぐに接触させるとくっ付くという話です。
氷を糸で切断する要領でいけば、くっつくんでしょうか？　やってみたいですね。

>鉄などの場合は真空中でやれば成功するそうです。
やってみたいですが、鉄を切るための真空と刃物を用意するのに苦労しそうです（笑）

回答No.3

ORUKA1951

くっつけることができれば、くっつきますよ。
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　真空中で表面を完全に平滑にして押し付ければ固体だってくっつく。粉末合金という手法も実在する。
　くっつけることができないのは、固体の表面に気体や水が吸着していたり、酸化されていたり。そして何よりも「表面が平滑でない」ことと「構成要素が移動できない」
　特に「構成要素が移動できない」は固体の性質そのものですから、粒子の間で結合できる位置は決まっていますが、その位置に移動できないから。熱運動で絶えず運動しているとは言っても、固体はその位置を変えることはない。
　まあ、(相互の位置が変わらない)固体といった時点で、混ざり合うことはできないと同じ意味なのですから。

お礼

回答ありがとうございます。

>粉末合金という手法も実在する。
調べてみたところ、結構メジャーな方法なんですね。
無知で済みません。

>まあ、(相互の位置が変わらない)固体といった時点で、混ざり合うことはできないと同じ意味なのですから。
恥ずかしい限りです。

回答No.2

rabbit_cat

本当に純物質なら、ご想像通り、固体同士を近づければ、完全にくっつきます。
普段、目にする物質の場合にくっつかないのは、純物質じゃない、からです。つまり不純物が（とくに固体の表面に）混じっているからです。

たとえば、共有結合の物質であれば、隣同士の原子が手を出してがっちり握手してつながっているようなイメージなわけですが、固体の表面の原子には握手する先がいません。で、表面にある原子の余った手（ダングリングボンドといいます）はものすごく反応しやすいので、空気中なんかに置いておくとあっというまに空気中の酸素原子なんかがくっついてしまいます。

ですが、空気中ではなくて、真空中においとけば、余った手は余ったままなんで、近くに別の固体を近づければ、余った手同士ががっちり握手して完全にくっつきます。

お礼

回答ありがとうございます。
とてもわかりやすい説明で、自分の至らなさを恥ずかしく思っています。

回答No.1

noname#102212

うーーん、、砂鉄を純鉄と仮定しても、そのひと粒ひと粒はFeがくっついたものだしなぁ。
大気中の窒素も、気体の状態では窒素分子単体でくっついてなんかいないし。。
ほら、よく液体窒素ってあるでしょ?
あれが窒素分子の集まった状態です。

液体窒素をもっと低温にしたら凍結するのかな?
どうやら凍るらしい。。

砂鉄はともかく、小麦粉のような固体の粒も、空気の勢いでパイプの中を通すと気体や液体のように流れていきます。
このように流れる粉体や気体、液体を総称して「流体」と呼びます。

補足

回答ありがとうございます。

>大気中の窒素も、気体の状態では窒素分子単体でくっついてなんかいないし。。
そうなんですか！
では、どうやってくっついているんですか？

>砂鉄はともかく、小麦粉のような固体の粒も、空気の勢いでパイプの中を通すと気体や液体のように流れていきます。
>このように流れる粉体や気体、液体を総称して「流体」と呼びます。
流体は知っていましたが、粉体というのもあるんですね。
勉強になります。