* 化学結合: 水(H₂O)は、1つの酸素原子と単一の共有結合を形成する2つの水素原子によって形成されます。酸素には外側のシェルに6つの電子があり、安定したオクテットを達成するためにさらに2つ必要です。 水素には1つの電子があり、もう1つ必要です。水素と酸素間の電子の共有は、両方の原子のニーズを満たします。
* 価電子: 酸素には、2つの水素原子によって満たされる外側のシェルに結合するための利用可能なスペースが2つしかありません。
* 反発: 別の水素を追加すると、水素原子の間に強い静電反発が生じ、分子が不安定になります。
ただし、水素原子が水分子と相互作用できる他の方法があります:
* 水素結合: 水分子は、他の水分子または他の極性分子との水素結合を形成できます。このタイプの結合では、ある分子の水素原子が別の分子の酸素原子に弱く引き付けられます。これは、高い沸点や表面張力のような独自の特性を水に与えるものです。
* ヒドロニウムイオン: 3番目の水素は、ハイドロニウムイオン(H₃O⁺)を形成することにより、水分子に結合できます。これは、水分子が酸からプロトン(H⁺)を受け入れるときに発生します。 However, this is a temporary state and the extra hydrogen is not permanently bonded to the water molecule.
したがって、3番目の水素原子は最初の2つと同じ方法で水分子を直接結合することはできませんが、分子と相互作用する他の方法があります。