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なぜ水と過酸化水素が異なる化学物理的特性を持っているのですか?

水(H₂O)と過酸化水素(H₂O₂)はどちらも水素と酸素を含む化合物ですが、分子構造と結合の重要な違いにより、化学的および物理的特性が異なります。

1。分子構造:

* 水: 中心酸素原子に結合した2つの水素原子を持つ曲がった分子形状を持っています。酸素原子には2つの孤立した電子ペアがあり、これにより双極子モーメントが生成され、水が極性分子になります。

* 過酸化水素: 2つの酸素原子が互いに結合し、1つの水素原子が各酸素に付着した非線形構造を持っています。この配置は、水と比較して、水素結合が弱く、極性の低い性質につながります。

2。結合:

* 水: 酸素の電気陰性度が高いことと孤立ペアの存在により、強い水素結合を形成します。これらの結合は、その高い沸点や表面張力など、水のユニークな特性の多くを担当しています。

* 過酸化水素: また、水素結合も形成されますが、分子の極性の性質が低いため、水中の結合よりも弱いです。この弱い結合は、過酸化水素の低い沸点と不安定性の向上に寄与します。

3。化学的特性:

* 水: 比較的安定した化合物であり、しばしば溶媒と反応物として作用します。 pHが7の中性分子です。

* 過酸化水素: 強力な酸化剤であり、非常に反応性があります。それは約4.5のpHで弱酸です。多くの場合、熱が放出されると、水と酸素ガスに容易に分解されます。このプロパティは、消毒剤と漂白剤として有用です。

4。物理的特性:

* 水: 水素結合が強いため、過酸化水素(-89°C)よりも高い沸点(100°C)があります。過酸化水素よりも密度が高いため、単位体積あたりの質量が高いことを意味します。

* 過酸化水素: 室温の無色の粘性液体です。それは強力な漂白剤であり、水と酸素ガスに分解することができます。

要約すると、水と過酸化水素の重要な違いは、その分子構造と結合にあります。水の強い水素結合は、安定性が高く、沸点が高く、極性の性質が高くなりますが、過酸化水素の弱い結合は、反応性が高く、沸点が低く、極性が低くなります。これらの違いは、それらの異なる化学的および物理的特性に貢献します。

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