물에는 두 가지 다른 화학 결합이 있습니다. 산소와 수소 원자 사이의 공유 결합은 전자 공유로 인해 발생합니다. 이것이 물 분자 자체를 함께 유지하는 것입니다. 수소 결합은 분자의 질량을 함께 유지하는 물 분자 간의 화학적 결합입니다. 떨어지는 물 한 방울은 분자 사이의 수소 결합에 의해 결합 된 물 분자 그룹입니다.
수소 결합은 상대적으로 약하지만 물에 너무 많이 존재하기 때문에 화학적 특성을 크게 결정합니다. 이러한 결합은 주로 양으로 하전 된 수소 원자와 음으로 하전 된 산소 원자 사이의 전기적 매력입니다. 액체 물에서 물 분자는 지속적으로 진동하고 움직일 수있는 충분한 에너지를 가지고 있습니다. 수소 결합은 지속적으로 형성되고 끊어지며 다시 한 번만 형성됩니다. 스토브의 물 팬이 가열되면 물 분자가 더 많은 열 에너지를 흡수하면서 더 빨리 움직입니다. 액체가 뜨거울수록 분자가 더 많이 움직입니다. 분자가 충분한 에너지를 흡수하면 표면의 분자가 기체 상태의 증기로 분리됩니다. 수증기에는 수소 결합이 없습니다. 에너지가 공급 된 분자는 독립적으로 주위를 떠 다니지 만 식 으면서 에너지를 잃습니다. 응축되면 물 분자가 서로 끌어 당겨지고 수소 결합이 다시 액체 상태로 형성됩니다.
얼음은 액체 상태의 물과 달리 잘 정의 된 구조입니다. 각 분자는 수소 결합을 형성하는 4 개의 물 분자로 둘러싸여 있습니다. 극성 물 분자는 얼음 결정을 형성하기 때문에 3 차원 격자와 같은 배열로 배향되어야합니다. 에너지가 적기 때문에 진동하거나 이동할 자유가 적습니다. 매력적이고 반발적인 전하가 균형을 이루도록 배치되면 얼음이 열을 흡수하고 녹을 때까지 수소 결합이 이러한 방식으로 형성됩니다. 얼음에있는 물 분자는 액체 물에있는 것만 큼 밀접하게 결합되어 있지 않습니다. 이 고체 상태에서는 밀도가 낮기 때문에 얼음이 물에 떠 있습니다.
물 분자에서 산소 원자는 수소보다 음으로 하전 된 전자를 더 강하게 끌어 당깁니다. 이것은 물에 전하의 비대칭 분포를 제공하여 극성 분자가됩니다. 물 분자는 양전하와 음전하를 띤 끝을 가지고 있습니다. 이 극성을 통해 물은 극성이 있거나 전하 분포가 고르지 않은 많은 물질을 용해시킬 수 있습니다. 이온 성 또는 극성 화합물이 물에 노출되면 물 분자가이를 둘러 쌉니다. 물 분자가 작기 때문에 많은 물 분자가 용질의 한 분자를 둘러싸고 수소 결합을 형성 할 수 있습니다. 인력 때문에 물 분자는 용질 분자를 분리하여 용질이 물에 용해되도록 할 수 있습니다. 물은 다른 어떤 액체보다 더 많은 물질을 용해시키기 때문에“보편적 인 용매”입니다. 이것은 매우 중요한 생물학적 특성입니다.
물의 수소 결합 네트워크는 강력한 응집력과 표면 장력을 제공합니다. 왁스 종이에 물을 떨어 뜨리면 분명합니다. 왁스는 불용성이므로 물방울은 구슬을 형성합니다. 수소 결합에 의해 생성 된이 인력은 다양한 온도에서 물을 액체 상태로 유지합니다. 수소 결합을 끊는 데 필요한 에너지는 물이 높은 기화열을 가지게하여 액체 물을 기체 상태 인 수증기로 전환하는 데 많은 양의 에너지가 필요합니다. 이로 인해 많은 포유류가 냉각 시스템으로 사용하는 땀 증발이 효과적입니다. 물 사이의 수소 결합을 끊기 위해서는 동물의 몸에서 다량의 열이 방출되어야합니다. 분자.
물은 다재다능한 분자입니다. 그것은 자기 자신과 OH 또는 NH2 라디칼이 부착 된 다른 분자와 수소 결합 할 수 있습니다. 이것은 많은 생화학 반응에서 중요합니다. 그 속성은 지구상의 생명체에 유리한 조건을 만들었습니다. 수온을 1도 올리려면 다량의 열이 필요합니다. 이를 통해 바다는 엄청난 양의 열을 저장하고 지구의 기후를 완화 할 수 있습니다. 물이 얼면 팽창하여 지질 구조의 풍화와 침식이 촉진되었습니다. 얼음이 액체 물보다 밀도가 낮기 때문에 얼음이 연못에 뜰 수 있습니다. 최고 수준의 물은 많은 생명체를 얼리고 보호 할 수 있으며, 이는 물속에서 더 깊은 겨울을 견딜 수 있습니다.