1。水素結合の性質:
* 極性共有結合: 水分子(H₂O)には極性共有結合があります。つまり、酸素原子は共有電子に強い引っ張りを持ち、酸素に部分的な負電荷(Δ-)を生成し、水素に部分的な正電荷(Δ+)が生成されます。
* 強い魅力: 1つの水分子の部分的に陽性の水素は、隣接する水分子の部分的に負の酸素に引き付けられます。この強い魅力は、水素結合と呼ばれます。
2。融点と沸点の上昇:
* 融点: 氷を溶かすには、硬い結晶構造で分子を保持している水素結合を壊す必要があります。強い水素結合により、これらの結合を破壊し、分子がより自由に動くようにするには、比較的高いエネルギー(熱)が必要です。
* 沸点: 水が沸騰するには、分子は液体状態にそれらをまとめる強力な分子間力(水素結合)を克服するのに十分なエネルギーを必要とします。これにはかなりの量のエネルギーが必要であり、その結果、沸点が高くなります。
3。他の分子との比較:
* 同様のサイズ: メタン(Ch₄)などの類似のモル質量を持つ他の分子は、水素結合がないため、はるかに低い沸点を持っています。彼らは分子間で弱いファンデルワールスの力を経験します。
* 水素結合の利点: 水素結合は、ファンデルワールスの力よりもはるかに強力であり、水に独自の特性を与えます。
要約: 水分子間の強い水素結合は、克服するためにかなりの量のエネルギーを必要とし、その結果、高い融点と沸点をもたらします。これらの結合は、地球上で見られる広範囲の温度にわたって水が液体として存在することを可能にするため、生涯にわたって重要です。