水の5つの創発的性質は何ですか?

水は、生命の存在と維持を可能にする唯一の最も重要な環境的特徴であるように思われます。 日光や酸素なしで存在する生物もありますが、水とは完全に独立して存在する生物はまだ見つかっていません。 砂漠のはるか遠くにある丈夫なサボテンでさえ、生き残るためにある程度の水を必要とします。 水の生命への有用性の秘訣は、その水素結合特性にあります。これは、生命が存在し繁栄できる環境を作り出すために重要な5つの特性を与えます。

水は粘着性と粘着性があります。

水分子は極性があります。 つまり、分子の一方の端は、もう一方の端(正電荷)よりも電気陰性(負電荷)です。 したがって、異なる水分子の両端は、磁石の両端のように互いに引き付けられます。 水分子間の引力は「水素結合」として知られています。 水素結合 水の傾向は、水分子が互いにくっつく傾向があるという点で、それを「粘着性」にします( 水たまり)。 これは凝集として知られています。 この性質のため、水は高い表面張力を持っています。 これは、水たまりの表面を壊すのに少し余分な力がかかることを意味します。 水も粘着性があるため、水以外の分子にも付着する傾向があります。 特に、デンプンやセルロースなどの水溶性(親水性)物質に付着します。 油などの疎水性物質には付着しません。

水は比較的一定の温度を維持します。

水は比熱が高く、蒸発熱が高く、蒸発冷却特性があるため、水は一定の温度を維持する傾向があります。 もちろん、水温は他の物質の温度よりもゆっくりと変化するだけです。 これらの各特性は、水の水素結合特性によるものです。 水の温度を変えるために必要となる結合の切断と形成 (温度は分子の動きの速度に影響します)、余分な量のエネルギー(または熱)を必要とします コンプリート。

比熱が高いということは、水が多くの物質よりも熱を吸収して保持することを意味します。 つまり、水の温度を変えるには、より多くのエネルギー(熱)が必要です。 蒸発熱が高いということは、水をガス(蒸気)に変えるのに他の多くの物質よりも多くのエネルギー(熱)が必要であることを意味します。 蒸発冷却は、水分子が気体状態に(蒸気に)逃げて熱を運び、したがって水たまりから出る結果です。 その結果、水たまりは温度があまり上昇しない傾向があり、一定に保たれます。

水は良い溶剤です

水は極性があり、水素結合が容易であるため、他の極性分子は水に容易に溶解します。 極性分子の場合、分子の一方の端に負の電荷があり、磁石などの他の分子のもう一方の端の正の電荷に引き付けられることを忘れないでください。 この引力は水素結合を形成します。 極性分子は、親水性(水を好む)または水溶性分子としても知られています。 ただし、水は非極性または疎水性(水を恐れる)分子を十分に溶解しません。 疎水性分子には、油脂が含まれます。

凍結すると水が膨張する

液体の水中に存在する水素結合の数が多いと、水分子は他の液体の分子よりも遠くに離れます(結合自体がスペースを占有します)。 液体の水では、結合が絶えず形成され、破壊され、再形成されるため、水は特定の形なしで流れることができます。 ただし、水が凍結すると、熱エネルギーがないため、結合が切断されなくなります。 したがって、水分子は液体の水よりも膨張性の高い格子を形成します。 凍った水には同じ数の分子が含まれていますが、膨張性が高いため、液体の水よりも密度が低くなります。 したがって、密度の低い氷(固体の水)は、密度の高い液体の水の上に浮かびます。

水域上の氷の膜は、絶縁体として機能します。 その結果、氷の下の液体の水は外気から保護され、同様に凍結する可能性が低くなります。 これは、水が一定の温度を維持できるもう1つの理由です。

水は中性のpHを持っています。

水[H2O]は、水素[H +]イオンとヒドロキシル[OH-]イオンに解離する可能性があります。 pHは、水素とヒドロキシルイオンの相対的な尺度です。 水は水素イオンとヒドロキシルイオンの数がほぼ等しいため、酸性でも塩基性でもありませんが、中性のpHは7です。 また、水素イオンとヒドロキシルイオンの両方が含まれているため、その存在下で発生する酵素反応のpHを調整するために必要な方を提供できます。 結果として、それは多目的溶媒であり、その中で、異なるpH要件を持つ何百万もの異なる酵素反応が潜在的に発生する可能性があります。

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