イオン間にはたらくクーロン力の特徴として誤っているのはどれか。1つ選べ。
イオン間にはたらくクーロン力の特徴として誤っているのはどれか。1つ選べ。
- ⑴ 媒質の比誘電率に反比例する。クーロン力は比誘電率εᵣに反比例するので、正しい記述です。比誘電率の大きい水中ではイオン間の力が弱まります。
- ⑵ イオン間の距離に反比例する。クーロン力は距離の2乗に反比例します。距離に反比例するのはポテンシャルエネルギーの方なので、誤りです。
- ⑶ イオンのもつ電荷の大きさに比例する。クーロン力はそれぞれのイオンの電荷の大きさに比例するので、正しい記述です。
- ⑷ 同じ符号の電荷をもつイオン間では斥力となる。同符号の電荷どうしは反発し合う（斥力）ので、正しい記述です。
- ⑸ 真空中で最も強くなる。真空の比誘電率は1で最小なので、クーロン力は真空中で最も強くなり、正しい記述です。
解説
正解は⑵です。クーロン力の大きさはF＝q₁q₂／(4πε₀εᵣr²)で表され、イオン間の距離rの2乗に反比例します。単純に距離に反比例するのはクーロン力ではなく、クーロンポテンシャル（相互作用エネルギー）の方です。電荷の大きさに比例し、媒質の比誘電率に反比例するので、比誘電率が1である真空中で最も強くなります。また同符号の電荷間では斥力、異符号の電荷間では引力としてはたらきます。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198923.html）を加工して作成