水はSTPの液体です。
- 強力な水素結合：水分子は強い水素結合を示し、そこでは電気陰性原子（この場合は酸素）に共有結合した水素原子は、別の水分子の近くの電気陰性原子に静電引力を経験します。これらの水素結合は、水分子を一緒に保持する広範なネットワークを作成し、それらを分離し、ガス状の状態に移行するためにより多くのエネルギーを必要とします。
- 極性：水は極性分子であり、電子の分布にわずかな不均衡があることを意味し、水素原子の部分的な正電荷と酸素原子に部分的な負電荷をもたらします。この極性により、水分子は互いに水素結合を形成し、他の極性分子を形成できます。水素結合に起因する強力な分子間力は、STPの水の液体状態に寄与します。
- 高沸点：水分子間の強い水素結合は、高い沸点（STPで100°C）をもたらします。これは、これらの分子間の力を克服し、気体状態に移行するために、水がかなりの量のエネルギーを必要とすることを意味します。
一方、二酸化炭素は次のためにSTPのガスです。
- 分子間力：二酸化炭素分子は非極性であり、かなりの部分電荷または極性がないことを意味します。二酸化炭素分子間の分子間の力は比較的弱く、主にロンドン分散力で構成されています。これらの力は、水中の水素結合と比較して弱いため、二酸化炭素分子がSTPで自由に分離して移動しやすくなります。
- 沸点が低い：二酸化炭素の分子間力が低いため、沸点が低くなります（STPで-78.5°C）。これは、二酸化炭素がこれらの力を克服し、気体状態に移行するために必要なエネルギーが少ないことを意味します。
要約すると、水の強い水素結合、極性、および高沸点はSTPでの液体状態に寄与しますが、二酸化炭素の非極性、弱い分子間力、および低い沸点により、同じ条件下での気体状態が生じます。
