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オルト水素 オルトすいそ orthohydrogen

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

オルト水素
オルトすいそ
orthohydrogen

水素分子を構成する2つの原子に属する陽子のスピンの向きが同じ向きにそろったものをオルト水素,互いに逆向きのものをパラ水素という。陽子がフェルミ統計に従うことから,オルト水素の回転量子数は奇数,パラ水素では偶数をとらなければならない。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

オルト水素
おるとすいそ
ortho hydrogen

H2分子のうち二つの水素原子の核スピンが平行である分子をいう。質量数1の通常の水素原子はスピン量子数1/2の核スピンをもち、これはあたかも小さな磁石のような性質を示す。この水素原子が2個結合した水素分子では、小磁石の向きが平行になる場合と、反平行になる場合の2種類の状態を生ずる。平行になる場合をオルト水素、反平行になる場合をパラ水素とよんで区別する。
 常温付近では統計力学的重率に従ってオルト水素とパラ水素との比は3対1になるが、低温になると、より安定なパラ水素の状態になろうとする。しかし、オルト、パラ間の変換速度は一般に小さく、常磁性物質を触媒にしないと促進されない。オルト水素とパラ水素の間には化学的な性質の差はほとんど認められないが、比熱にはかなりの差があり、たとえば100Kでのオルト水素の比熱6.3カロリー/モルはパラ水素の値0.33カロリー/モルの19倍にもなる。[岩本振武]

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世界大百科事典内のオルト水素の言及

【水素】より

…共有結合をつくっている1対の電子は,〈パウリの原理〉に示されるように,つねに反対方向の自転運動(スピン運動)をしていなければならないが,水素分子ではさらに核の陽子もスピンをもっており,この二つの核のスピンがどちらも同方向の場合と,たがいに反対方向のものとが存在し得る。前者をオルト水素ortho‐hydrogen,後者をパラ水素para‐hydrogenという。常温付近ではオルト水素とパラ水素の比は3対1であってほとんど変化しないが,低温になるとパラ水素のほうが生じやすくなり,極低温で磁性体を触媒に使うなどの方法によれば,ほとんど純粋のパラ水素を得ることも可能になる。…

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