金属から電子を取り去ることは可能ですか？

質問

ふと別の勉強をしていて思いました。
金属から電子を全部取り去るってできるのでしょうか？
あるいは全部でなくてもたくさん取り去るのはどうかなとも思います。

できる場合はその金属に起こる性質の変化、
できない場合は、できないのが技術的な理由によるのか、原理的にできないのか、
知りたいと思います。

もちろん暇な方で結構です。宜しくお願いします。

回答No.1

gomagoma427 · ベストアンサー

物理学には全然詳しくないですが、高校のころを思い出して（もうかなり昔ですが）考えると、金属はたしか自由電子によって結合していたと思います。金属結合というやつですね。

電子を取り去ってしまったら、その結合ができなくなるので、目に見ない細かさでバラバラになってしまうと思います。

そもそもそんなことが可能なのかどうかは私の知識ではわかりませんが、原子は電子と陽子と中性子で構成されていて、極端にプラスだったり極端にマイナスである状態は難しいと思います。極端にプラスである場合は電子が足りてないということで、その辺にある電子がくっついてくるでしょうし、逆に極端にマイナスの場合は電子が多すぎるので放出すると思います。

原子は安定した状態になろうして他の物質と結びついたり、電子の量を調節しようとするのですが、そのすべてに電子が大きくかかわってきます。

また、電子をひとつ付けたしたり、取り外したりということには多きなエネルギーが必要となる場合もあります。そのエネルギーとは要は熱であっためたり、衝撃を与えるというわけですね。

そんなふうにがんばって電子の数を変えても、安定しなければまた同じ数に戻そうという力が働いて戻ってしまいます。

金属ではないですが、アルファ粒子のようにヘリウムの原子核のみで電子のない不安定な粒子も存在しますので、もしかしたら金属でもあるかもしれません。その場合は不安定な状態で高速に移動していたりするのではないでしょうか。

素人考えですので、あまりあてにはしないでください・・・

お礼

良く考えたら、コンデンサの正極なんかがそれなのかもしれませんね。
人工衛星で真空中で思いっきりコンデンサに充電した後、
正極だけ切り離してぷかぷか浮遊させた状態？ならそれに近いような気がして来ました。
たぶんですが電場磁場で力を受けでしょう。

間違ってるかもしれませんが自分なりの結論を得るヒントを頂きありがとうございました。

補足

そうですね、電子を全部取っちゃうと陽子と中性子だけになっちゃいますから、
質問の内容は、自由電子を全部とか大幅に取り去ることができるか？
というのが正しい聞き方でしたね。
ご指摘ありがとうございました。

回答No.2

ORUKA1951

元素は大きく周期表の左下の大部分を占める金属元素と右上の非金属元素に分けられましたね。--ゆとりでなければ中学校で学んでいる。
　金属元素の特徴は
・電気や熱の良導体である。
・展性・延性がある
・金属光沢を持つ
・電子を失ってイオンになりやすい
　の性質がありましたね。

　金属元素とは電子を失いやすい元素です。これは電気でいうと導電帯に電子が移動しやすいということ。元素の拘束を外れやすく、その電子による金属結合が金属のすべての性質(良導体・展性・金属光沢の由来でしたね）
　金属元素のうち典型元素(3族から10族を除く族)は失う電子の数がほぼ固定されていますが、遷移元素(3族から11族)元素は失う電子の個数は様々です。
　電子軌道で言うとs軌道p軌道が典型元素の性質を決める。典型元素はその内側のd軌道やe軌道、f軌道が結合に関与します。

　外殻にある電子は比較的簡単な取り出せます。アルカリ金属は水に入れるだけで電子を失って陽イオンになる。
　内殻電子は化学反応程度ではもぎ取れない。プラズマ状態まで加熱すれば可能かも。