水は地球の表面に最も豊富に存在する分子であり、化学の研究において最も重要な分子の 1 つです。水化学の事実は、なぜこれが驚くべき分子であるかを明らかにします.
水とは？
水は化合物です。水の各分子、H2 O または HOH は、1 つの酸素原子に結合した 2 つの水素原子で構成されます。
水の性質
水を他の分子と区別し、生命にとって重要な化合物にするいくつかの重要な特性があります:
- 凝集力は水の重要な特性です。分子の極性のために、水分子は互いに引き付けられます。隣接する分子間に水素結合が形成されます。水は凝集性があるため、気化して気体になるのではなく、常温では液体のままです。凝集性も高い表面張力につながります。表面張力の例としては、表面の水のビーズや、昆虫が液体の水の上を沈むことなく歩く能力があります。
- 粘着性は、水のもう 1 つの特性です。粘着性は、他の種類の分子を引き付ける水の能力の尺度です。水は、水と水素結合を形成できる分子に付着します。接着と結束は毛細管現象を引き起こします。これは、水が細いガラス管を上ったり、植物の茎の中で上昇したりするときに見られます。
- 高い比熱と気化熱は、水分子間の水素結合を切断するために多くのエネルギーが必要であることを意味します。このため、水は極端な温度変化に耐えます。これは天候にとっても種の生存にとっても重要です。気化熱が高いということは、水を蒸発させるとかなりの冷却効果があることを意味します。多くの動物は汗をかいて体温を下げ、この効果を利用しています。
- 水は極性分子です。各分子は曲がっており、負に帯電した酸素が片側に、正に帯電した水素分子のペアが分子の反対側にあります。
- 水は、通常の自然条件下で固体、液体、気体の状態で存在する唯一の一般的な化合物です。
- 水は両性です。つまり、酸にも塩基にもなることができます。水の自己イオン化により、H イオンと OH イオンが生成されます。
- 氷は液体の水より密度が低い.ほとんどの材料では、固相は液相よりも密度が高くなります。水分子間の水素結合は、氷の密度が低い原因です。重要な結果として、湖や川が上から下に向かって凍結し、氷が水面に浮かんでいます。
- 室温で純粋な液体の水は無味無臭で、ほぼ無色です。水はかすかな青色をしており、大量の水でより顕著になります。
- 水は、すべての物質の中で (アンモニアに次いで) 2 番目に高い比融解エンタルピーを持っています。水の融解の比エンタルピーは、0 °C で 333.55 kJ·kg−1 です。
- 水は、知られているすべての物質の中で 2 番目に高い比熱容量を持っています。アンモニアは比熱が最も高い。また、水は高い気化熱 (40.65 kJ·mol−1) を持っています。高い比熱と気化熱は、水分子間の高度な水素結合に起因します。これの 1 つの結果は、水が急速な温度変動の影響を受けないことです。地球上では、これは劇的な気候変動を防ぐのに役立ちます。
- 水はさまざまな物質を溶かすことができるため、万能溶媒と呼ばれることがあります。
水の興味深い事実
- 水の別名は、一酸化二水素、オキシダン、ヒドロキシル酸、水酸化水素です。
- 水の分子式はH2 ああ
- 分子量:18.01528(33) g/mol
- 密度:1000 kg/m、液体 (4 °C) または 917 kg/m、固体
- 融点:0 °C、32 °F (273.15 K)
- 沸点:100 °C、212 °F (373.15 K)
- 酸度 (pKa):15.74
- 塩基度 (pKb):15.74
- 屈折率:(nD) 1.3330
- 粘度:20 °C で 0.001 Pa s
- 結晶構造:六角形
- 分子形状:曲がった
