電気的な中性について

質問

イオンは電子が過不足の状態にあるため全体として電気を帯びることになります。
しかし、過不足のない状態（希ガスなど）については全体として中性となります。

ここで、空間に電荷＋Qを考えます。この周りには電場が生じているので、他の電荷の存在にかかわらず、空間は電気的にゆがんでいます。

　いまここに－Qの電荷を持ってくるとお互いに力を及ぼしあうことになります。さらに角度を変えてもうひとつ－Qの電荷を持ってきた場合、この電荷も力を受けるのでしょうか。
ちょっと考えると、電場が存在するため、力を受けるように思います。

しかし、全体の電気量を考えたときに、中性になるので、力を受けないということはできないでしょうか。

というのも、水について水素結合を考えるとき酸素原子の周りに水素が二つありますが、電気陰性度の違いにより、電子が酸素に引き寄せられて酸素が負に帯電し、水素が正に帯電しています。

これらの電気的な力による結合が水素結合でした。
そうすると、酸素原子に単純に考えて、－2αの余分な電荷があると考えた場合、+αの電荷を持つ水素を二つひきつけると、電気的に中性になり、もはや電気的な力を失うと考えて、水素結合における酸素に対する水素の配意数に上限があると考えるのが妥当でしょうか。

空間に＋Qの電荷があるとき、それは無限に他の電荷と相互作用できるのでしょうか？

回答No.1

Tacosan

+Q の電荷と -Q の電荷を置いた空間を考えると, その空間は「全体として」電気的に中性になります. だから, その空間を「全体として」考えられるような状況 (例えば十分遠いとき) には力を受けないということになります (厳密には双極子として扱うべきでしょうが).
しかし, 「その空間にさらに電荷を持ってきた場合」にはその空間を「全体として」扱うことはできません. 新たに追加された電荷は, もともとあった 2つの電荷からそれぞれ力を受けることになります.

つまり, 最後の文章に対しては「然り」ということで.

補足

回答ありがとうございました。
そうなると、酸素原子に引き寄せられる水素原子はいくつでもOKということですか？
もちろん、水素原子同士が反発しあうということもありますが。
だとすると、水の配置というのは、正と負の原子同士が反発・引かれあいながら
エネルギー的に一番安定な配置ということでしょうか。