水分子を見ることができたら（H2O）間近で見ると、10時と2時の位置に2つの耳が配置された丸い頭のように見えます。 ミッキーマウスだと思います。 「耳」は2つの水素イオンであり、「頭」は酸素イオンです。 水素イオンは正の電荷を帯び、酸素イオンは負の電荷を帯びているため、この配置により、磁石のように分子に正味の極性が与えられます。 水分子のこの特徴は、水に生命に不可欠な4つの特性を与えます。 凝集性があり、沸点が比較的高く、固体状態では液体状態よりも密度が低く、非常に優れた溶媒です。
磁気引力
水分子の構造は歪んだ四面体です。 水素イオンは酸素分子と104.5度の角度を形成します。 その結果、分子は電気的に中性ですが、磁石と同じように極を持っています。 1つの分子の負の側は、その周りの分子の正の側に引き付けられます。 この引力は水素結合として知られており、共有結合を切断するほど強力ではありませんが、 分子が一緒になっていると、水を他の水と区別する異常な動作を引き起こすのに十分な強さです 液体。
4つの異常なプロパティ
料理人は、電子レンジを使用するときはいつでも水の極性に依存しています。 分子は磁石のようなものであるため、振動することで高周波放射に反応し、これらの振動のエネルギーが食品を調理するための熱を生成します。 これはHの極性の重要性の一例です2O、しかしもっと重要なものがあります。
凝集： 水分子が互いに作用する磁気引力のために、液体の水は「くっつく」傾向があります。 これは、2つのウォータービーズが平らで滑らかな表面で互いに近づくとわかります。 それらが十分に近づくと、魔法のように単一の液滴に融合します。 凝集力と呼ばれるこの特性は、大きな足を持つ昆虫が水面を歩くことができるようにするために利用する水面張力を与えます。 それは根が連続的な流れで水を吸うことを可能にし、静脈のような小さな毛細血管を通って流れる水が分離しないことを確実にします。
高沸点： 水の沸点は、グリセリンやオリーブオイルなどの一部の液体と比較すると高くはありませんが、実際よりも低くする必要があります。 周期表の酸素と同じグループの元素から形成される化合物、たとえば水素セレン（H2Se）および硫化水素（H2S）、沸点がゼロより40〜60℃低い。 水の高沸点は、完全に水素結合を切断するために必要な余分なエネルギーによるものです。 水分子が互いに作用する磁気引力がなければ、水は-60°Cのような温度で蒸発し、液体の水も地球上に生命も存在しません。
氷は水よりも密度が低い： 水素結合によって提供される余分な凝集力は、液体状態で水を一緒に圧縮します。 水が凍結すると、静電引力/反発力により、より広々とした格子構造が作成されます。 水は固体状態で密度が低い唯一の化合物であり、この異常は氷が浮いていることを意味します。 そうでなければ、水が凍るほど寒い天気になると、すべての海洋生態系が死んでしまいます。
水は普遍的な溶媒です： その強い水素結合のために、水は他のどの液体よりも多くの物質を溶解します。 これは、水に溶けた栄養素から栄養を得る生物にとって重要です。 ほとんどの生物はまた、生体電気信号の伝達のために、イオン性溶質を含む水溶液である電解質に依存しています。