물은 생명의 존재와 유지를 가능하게하는 가장 중요한 환경 적 특징 인 것으로 보입니다. 햇빛이나 산소없이 존재하는 유기체가 있지만 물과 완전히 독립적으로 존재하는 유기체는 아직 발견되지 않았습니다. 사막의 먼 곳에있는 강건한 선인장조차도 생존을 위해 약간의 물이 필요합니다. 물이 생명에 유용하다는 비결은 수소 결합 특성에 있으며, 이는 생명이 존재하고 번창 할 수있는 환경을 만드는 데 중요한 5 가지 특성을 부여합니다.
물은 응집력과 접착력이 있습니다.
물 분자는 극성입니다. 즉, 분자의 한쪽 끝은 다른 쪽 끝 (양전하)보다 더 전기 음성 (음전하)입니다. 따라서 서로 다른 물 분자의 반대쪽 끝은 자석의 반대쪽 끝처럼 서로 끌립니다. 물 분자 사이의 인력을 "수소 결합"이라고합니다. 수소 결합 물의 경향은 물 분자가 서로 달라 붙는 경향이 있다는 점에서 '끈적 끈적'하게 만듭니다. 흐리게 하다). 이것은 응집력으로 알려져 있습니다. 이 특성 때문에 물은 표면 장력이 높습니다. 이것은 물웅덩이의 표면을 부수는 데 약간의 추가 힘이 필요하다는 것을 의미합니다. 물은 또한 접착력이있어 물 외에 다른 분자에 달라 붙는 경향이 있습니다. 특히 전분이나 셀룰로오스와 같은 수용성 (친수성) 물질에 달라 붙습니다. 오일과 같은 소수성 물질에 부착되지 않습니다.
물은 상대적으로 일정한 온도를 유지합니다.
물은 높은 비열, 높은 기화열 및 증발 냉각 특성을 가지고있어 함께 일정한 온도를 유지하는 경향이 있습니다. 물론 수온은 다른 물질의 온도보다 더 느리게 변할 수 있습니다. 이러한 각 특성은 물의 수소 결합 특성 때문입니다. 물의 온도를 변경하는 데 필요한 결합의 파괴 및 형성 (온도는 분자 이동 속도에 영향을 미침), 추가 에너지 (또는 열)가 필요합니다. 완전한.
높은 비열은 물이 많은 물질보다 열을 더 잘 흡수하고 유지한다는 것을 의미합니다. 즉, 물의 온도를 바꾸려면 더 많은 에너지 (열)가 필요합니다. 높은 기화열은 다른 많은 물질보다 물을 기체 (증기)로 바꾸는 데 더 많은 에너지 (열)가 필요함을 의미합니다. 증발 냉각은 물 분자가 기체 상태 (증기 상태)로 빠져 나가 열을 전달하여 물웅덩이에서 빠져 나가는 결과입니다. 결과적으로 물웅덩이는 온도가 많이 상승하지 않고 일정하게 유지되는 경향이 있습니다.
물은 좋은 용매이다
물은 극성이 있고 수소 결합이 용이하기 때문에 다른 극성 분자가 쉽게 용해됩니다. 극성 분자의 경우 분자의 한쪽 끝에는 음전하가 있으며 자석과 같은 다른 분자의 다른 쪽 끝에는 양전하가 끌립니다. 이 인력은 수소 결합을 형성합니다. 극성 분자는 친수성 (물을 좋아하는) 또는 수용성 분자라고도합니다. 그러나 물은 비극성 또는 소수성 (물을 두려워하는) 분자를 잘 용해시키지 않습니다. 소수성 분자에는 오일과 지방이 포함됩니다.
물이 얼면 팽창한다
액체 물 내에 존재하는 많은 수의 수소 결합은 분자가 다른 액체에있을 수있는 것보다 물 분자가 더 멀리 떨어져있게합니다 (결합은 공간 자체를 차지함). 액체 물에서는 결합이 지속적으로 형성되고, 끊어지고, 재 형성되어 물이 특정한 형태없이 흐를 수 있습니다. 그러나 물이 얼면 열 에너지가 없기 때문에 결합이 더 이상 끊어지지 않습니다. 따라서 물 분자는 액체 형태의 물보다 더 넓은 격자를 형성합니다. 얼어 붙은 물은 같은 수의 분자를 포함하지만 더 팽창하기 때문에 액체 물보다 밀도가 낮습니다. 따라서 밀도가 낮은 얼음 (고체 물)은 밀도가 높은 액체 물 위에 떠 있습니다.
물 위의 얼음 막이 절연체 역할을합니다. 결과적으로 얼음 아래의 액체 물은 외부 공기로부터 보호되고 얼 가능성이 적습니다. 이것은 물이 일정한 온도를 유지할 수있는 또 다른 이유입니다.
물은 중성 pH를 가지고 있습니다.
물 [H2O]은 수소 [H +]와 하이드 록실 [OH-] 이온으로 해리 될 수 있습니다. pH는 하이드 록실 이온에 대한 수소의 상대적 측정입니다. 물은 수소와 하이드 록실 이온의 수가 거의 동일하기 때문에 산성도 염기성도 아니지만 중성 pH가 7입니다. 또한 수소와 하이드 록실 이온을 모두 포함하고 있기 때문에 그 존재에서 발생하는 효소 반응의 pH를 조절하는 데 필요한 것을 제공 할 수 있습니다. 그 결과, 다양한 pH 요구 사항을 가진 수백만 개의 서로 다른 효소 반응이 잠재적으로 발생할 수있는 다목적 용매입니다.