正電荷とは何ですか？

天然であろうと合成であろうと、世界のすべては、陽子、中性子、電子でできている原子と呼ばれる小さな構造で構成されています。 陽子には正の電荷があり、中性子には電荷がなく、電子には負の電荷があります。 これらの粒子のバランスにより、原子の全体的な電荷が決まります。 靴下で覆われた足をカーペットの上で激しく擦った後の人のように、正の電荷を持つオブジェクトには、負の粒子（電子）よりも多くの正の粒子（プロトン）が含まれます。 正の原子は負の原子に引き寄せられ、他の正の原子に反発されるため、物質の一部を構成する原子の電荷はその性質と動作に強く影響します。

原子電荷

物質の基本単位である原子には、陽子と中性子で構成される核があり、その周りに1つ以上の電子が結合しています。 陽子の数は、原子がどの要素であるかを決定し、原子番号として与えられます。 たとえば、マグネシウムには12個のプロトンがあり、原子番号は12ですが、酸素には8個あります。 原子が結合すると、分子になります。

電子と陽子のサイズと重量は同じではありません（電子は陽子より小さくて軽いです）が、同じ量の電荷を持っています。 つまり、一致する数の陽子と電子が、全体の電荷に関して互いに相殺されます。 中性子は中性なので、その数は原子の電荷に影響しません。

原子に含まれる亜原子粒子の総数は異なりますが、通常、原子は電気的にバランスが取れており、同じ数の陽子と電子があります。 これは、当然のことながら、原子は中性の電荷を持っていますが、化学的および物理的プロセスを通じて電子を獲得または損失することで変化する可能性があることを意味します。 電子が失われると、バランスが余分なプロトンでシフトし、原子に正電荷が与えられます。 電子を獲得した負に帯電した原子については、逆のことが言えます。 粒子のバランスが崩れ、正または負の原子（または分子）が生成されると、それらは原子と呼ばれなくなります。 代わりに、それらはイオンであり 、 陽イオンと呼ばれる正のものと陰イオンと呼ばれる負のものです。

料金と行動

オブジェクトが持つ電荷は、その環境に対する反応に影響します。 たとえば、陽イオンは陰イオンに引き寄せられますが、他の陽イオンによってはじかれます。 同様に、負に帯電した原子は互いに反発します。 この動作は、クーロンの法則と呼ばれます。

正の原子は中性原子を引き付けたり、撃退したりしませんが、静電誘導と呼ばれる現象により、引き付けを作成できます。 これは、正の電荷が近くにあると、一部の分子の電子がより移動しやすくなるためです。 中性分子の電子は、正電荷のソースに向かって移動できます。 分子は全体的に変化していませんが、運動はソースに最も近い点で負電荷を作成します。 この現象は、多くの場合、金属で発生します。これにより、金属に電荷が流れます。

日常のアプリケーション

多くの日常的なアイテムとプロセスは、正の料金を利用します。 たとえば、洗濯機が衣類乾燥機内で回転すると、その動きにより、一部のアイテムの表面の原子から他のアイテムに電子が移動し、衣類に異なる電荷が与えられます。 これは、正と負に帯電した粒子が互いに引き付けられ、衣服がくっつくようになるため、静的な付着につながります。 乾燥シートには通常、正電荷を持つ化学物質が含まれており、これがアイテムをこすり落とし、負のものを再び中性にするのに役立ちます。

別の例としては、レーザープリンターがあります。これは、一連の正電荷と負電荷を作成することにより、テキストと画像を用紙に印刷します。 印刷ジョブが開始されると、レーザーは負に帯電した静電気を正に帯電したシリンダーに移動することで「書き込み」ます。 次に正のトナーがシリンダーに適用され、負の領域に引き付けられます。 次に、シリンダーは負に帯電した用紙に巻き付けられ、トナーがそれに結合します。

生体分子

生体分子の一部であるすべての原子とイオンの合計は、その正味電荷として知られています。 ほとんどの分子は全体的に中性ですが、大きな分子は負または正の電荷を示す1つ以上の離散領域を持つ傾向があります。 これらの領域は、分子の折り畳み方法と他の分子との相互作用方法に強く影響します。 たとえば、DNAとRNAはどちらも核酸ですが、表面に沿って電荷が異なるように分布しているため、動作が一部異なります。

科学的研究では、生物学的に活性な分子の振る舞いに影響を与えるため、原子や分子の電荷に関する情報が必要になることがよくあります。 分子電荷の操作が非常に役立つ1つの特定の領域は、合理的な薬物設計です。 この分野の研究者は、場合によっては潜在的な薬物の電荷を操作して標的とより効率的に相互作用させることにより、より効果的な薬物の開発に取り組んでいます。