水素結合に関連する水の特性:
* 沸点と融点: 水素結合は比較的強い分子間力です。これは、これらの結合を破壊し、水が状態を変化させ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(液体からガス、固体、液体まで)。これが、水が同様のサイズの他の分子よりもはるかに高い沸点を持っている理由です。
* 熱容量: 水は、温度が大きく変化することなく、かなりの量の熱を吸収できます。これは、分子の運動エネルギーを上げるのではなく、水素結合を破壊するためにエネルギーの多くが使用されるためです(これは温度上昇につながるでしょう)。この特性は、水を優れた温度レギュレーターにし、生命と気候にとって重要です。
* 蒸発の高熱: 水には蒸発するには多くのエネルギーが必要です。これは、液体状態の水分子間の水素結合を破るには、大幅なエネルギー入力が必要だからです。この特性は、発汗の冷却効果に貢献しています。
* 表面張力: 表面水分子間の水素結合は、凝集力を生み出し、高い表面張力を引き起こします。これにより、小さな昆虫が水の上を歩くことができます。
* 溶媒特性: 水の極性(電子の不均一な分布による)と水素結合を形成する能力により、多くのイオンおよび極性化合物にとって優れた溶媒になります。分子を取り囲み、結合を破壊することにより、物質を溶解できます。水は栄養素と廃棄物の輸送媒体として機能するため、この特性は生物学的プロセスにとって重要です。
* 密度異常: 水は固体状態(氷)よりも液体状態で密度が高い。これは、氷内の水素結合がよりオープンな結晶構造を作成するためです。この特性は、氷が浮かぶように水生環境での生活に重要であり、水生生物が氷層の下で生き残ることができます。
要約: 水素結合は、水の顕著な特性を形作る上で重要な役割を果たし、地球上の生命に不可欠です。