Eric R. Scerri (エリック・R・シェリー) (2011/2013) 周期表

  • Eric R. SCERRI, 2011: The Periodic Table: A Very Short Introduction. Oxford University Press.
  • Eric R. Scerri (エリック・R・シェリー) 著, 渡辺 正 訳 (2013): 周期表 — いまも進化中 (サイエンス・パレット 002)。丸善出版, 150 pp. ISBN 978-4-621-08669-8. [わたしはこの版を読んだ]

Oxford University Pressが出しているVery Short Introductionというシリーズは、英語圏のペーパーバックとしては小さめの、日本の新書版と同じような大きさの本で、1冊ごとに1人の人がひとつの学問的主題の入門解説を書いている。400冊以上出ている。そのうち数十冊は岩波書店から「一冊でわかる」というシリーズで出ているが、ひとまわりかさばる本になってしまっていた。今度、丸善出版から「サイエンス・パレット」というシリーズでこのうち自然科学関係の主題のものの出版が始まった。こちらは原本と同様な大きさになっている。(ほかの日本の新書本と比べると横幅が少しだけ広いようだが。)

丸善から最初に出た5冊のうち1冊が「周期表」だ。第1章で今の化学でいう「元素」とは何か、第2章で今の「周期表」とは何かをのべたあと、今の元素概念が確立する前のラヴォアジエ、ドルトンから始めて、周期表の概念が発達してきた歴史を述べる。巻末付録の「おもな登場人物」のうちの強調を見ると、著者は周期表の発達には、メンデレーエフと、原子量ではなく原子番号(つまり原子核の陽子数)に基づいて配列するという考えを確立したモーズリーが重要な役割をしたと考えているようだ。しかし第4章を見ると、ロタール-マイヤー(J. Lothar Meyer)が、メンデレーエフが周期表を発表する前年の1868年に教科書の一部として元素の表を作っており、手違いで出版されそこなったが、メンデレーエフと同等な認識に到達していたとも考えられるということだ。

周期表が「いまも進化中」と言えるひとつの側面は、新元素の発見、というよりも元素変換実験が続けられていることだ。その話題は第9章にある。113番元素の件も一覧にはあるのだがそこの本文には出てこない。第1章の本文にちょっと出てくるがこれは日本語版向けの書きたしのようだ。

もうひとつの側面は、周期表の表現としてどんなものが望ましいかの検討が続けられており(第10章)、著者もそれを考えているひとりなのだ。元素の物理・化学的性質は多様であり、すべてを表現しつくせるはずはないので、どれがよいかは一種の美的感覚なのかもしれない。著者は、元素の特徴を各軌道の電子数で代表させ、それの似た元素が原子番号の一定間隔ごとにくりかえす特徴を表現できるのがよいと考える。それで、Sc, Yの下にはランタノイドとアクチノイドのそれぞれ最後の元素を置くべきだ(この点は多くの人が賛同しているらしい)とか、水素はハロゲンの上に置くべきだ、などの主張をしている。ただしまだ完成の域には達していないそうだ。

著者は、周期表と量子力学との関係について、周期表のほうが基礎なのだという言いかたをする。これは、別の本(たしか田崎晴明(2000)熱力学[読書ノート])で読んだ「熱力学のほうが統計力学の基礎だ」という議論と同類だと思う。マクロな経験的な法則を、ミクロな、より数理的な法則によって「基礎づける」という立場もあるのだが、少なくとも知識の発達という観点では、先にマクロな法則が知られ、それを再現できることがミクロな法則が信頼される根拠となったのだ。そして、本書8章によれば、原子番号がふえたとき電子がどの軌道にはいっていくかは、量子力学の理論だけでは決められない。経験にもとづいて軌道を決めてやったとき、イオン化エネルギーを精度よく求めることはできるのだが。(熱力学では不可逆過程について一般的に述べることができるがそのすべてを統計力学で説明できるわけではない、というのも似たような事情だと思う。)

訳者はあとがきで「常識や定説を疑う」ことが重要だと言う。ほかの本ではその持論が環境問題の否認につながることが多いが、この本では幸い環境問題に関する話題が出てこないので、わたしが注意書きをする必要を感じるところはなかった。

定説を疑う訳者の態度は用語の面に現われ、「定比例の法則」「倍数比例の法則」「気体反応の法則」という定訳を避け「一定組成の法則」「組成整数比の法則」「反応体積の法則」としている(3章末の注でことわっている)。これはもっともだと思う。(ここにあげた用語に関する限り、定訳のほうも索引に採用されている。)

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