물3

[미자르]

1.물은 무취 무미한 액체이다.

2.물과 얼음의 색은 본질적으로 살짝 파랗지만 물은 양이 얼마 없을 때에는 빛깔이 없어보인다.

3.비공유 전자쌍이 공유 전자쌍을 강하게 밀기 때문에 104.5˚구부러진 굽은형 구조를 이루고 있다. 좀더 설명이 필요한 부분이다

4.물 분자는 선형이 아니며 산소 원자는 수소 원자보다 더 높은 전기 음성도를 갖고 있다.(따라서 산소는 플러스 성질을 갖고 있다)

산소가 수소보다 공유 전자쌍을 세게 끌어 당기므로 산소 원자가 약간의 음전하를 띠고 있는 반면 수소 원자는 약간의 양전하를 띠어 극성을 갖는다(변형되었다고 볼수있음). 그 결과 물은 전기 쌍극자 모멘트가 있는 극성 분자가 되므로 좋은 용해매체이다. 따라서 극성 물질과 잘 섞이며 염화나트륨과 같은 이온성 물질(이온 결합을 한 분자들)을 잘 녹인다.

5.물 분자는 평상시에는 수소와 산소가 쉽게 분리되지 않으나 전기분해와 같은 강한 에너지를 가해주면 분리가 가능해진다.

6,순수한 물은 낮은 전기전도율을 갖는다.

7.물은 3.98 °C (39.16 °F)에서 밀도가 최대이다.(1000 kg/m3)[7] 그 원인은 온도가 더 내려가면 물 분자는 얼음과 비슷한 육각구조를 만들어 약간의 빈 공간이 생기기 때문이다.

8.물(다른 액체도 포함)의 끓는점은 기압에 의존한다. 이를테면 에베레스트 산 위에서 물은 68 °C 에 끓지만 해수면에서 100 °C (212 °F, 373.15k)에 끓어 기화되는 것과 비교된다. 이와 반대로 열수구 주위의 바다 속 깊은 데 있는 물은 100 °C가 되어도 액체 상태를 유지한다. 100 °C에서 수증기의 부피는 액체 상태의 물 부피에 비해 약 1,244배 정도 증가한다. 한편 물은 다른 액체보다 끓이기 어려운데 이는 물을 끓일 때 쓰이는 에너지의 일부가 수소결합을 끊는 데 쓰이고 나머지가 물의 온도를 높이는데 쓰인다.

9.물 분자는 1기압 내에서 0 °C, (32 °F, 273.15 K)에서 응고된다. 물이 응결할 때는 다른 분자들과는 달리 부피가 약 10% 정도 증가하는데, 이는 물 분자 사이의 수소결합이 강해지면서 육각구조를 만들고 이 사이에 빈 공간이 생기게 되기 때문이다.

10.물은 에탄올과 같은 물질과 가혼성을 가지므로 모든 부분에서 하나의 균질한 액체를 형성한다. 하지만 물은 기름과 섞이지 않는데 이는 가혼성이 없다고 하며 밀도에 따라 층을 형성한다. 기체로서의 수증기는 완전히 공기와 가혼성을 갖는다.

11.세포 안의 모든 주된 구성 요소(단백질, DNA, 다당류) 또한 물에 잘 녹는다.

12,물이 얼 때, 찬물보다 뜨거운 물이 먼저 언다. 이를 발견한 사람의 이름을 따서 음펨바 효과라 부르는데 그 원인은 50년 가까이 밝혀지지 않다가 2013년 11월 싱가포르 연구진에 의해 물의 수소결합과 공유결합의 에너지 상관관계에 의한 현상임이 밝혀졌다.

13,물은 화학적으로 많은 성질을 갖는다. 대표적인 성질은 공유결합, 산과 염기의 생성, 그리고 금속과의 산화(결합 및 부식)이다.

14,수소결합된 물

물에서의 수소결합(평균 결합 길이: 0.197 nm)은 전자를 끌어당기는 힘이 상대적으로 약한 수소 원자가 약한 세기의 양이온의 성질을 띠고 전자를 끌어당기는 힘이 강한 산소원자가 강한 세기의 음이온의 성질을 띰으로써 나타나게 된다. 따라서 물은 극성 공유결합 물질이다. 또한, 중심 원자로 작용하는 수소 원자의 비공유 전자쌍과 산소와의 결합 고리인 수소결합(공유 전자쌍)의 작용력을 비교할 때 쌍극자 모멘트 값이 0이 아니므로 극성 분자로 분류된다.

15. 수소결합으로 인해 물은 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 녹는점, 끓는점, 융해열, 기화열이 크다

물의 비열과 기화열이 크다는 점은 생물체의 수분과 체온이 일정하게 유지될 수 있다는 점과 관련이 있다.

16,물보다 얼음의 밀도가 작은 것은 수소결합에 의한 육각형 구조와 관련된다. 또한 표면장력과 모세관 현상도 수소결합으로 설명할 수 있다. 물은 다른 분자와 달리 그 점성에 비교해 표면장력이 큰데, 표면에 있는 물 분자가 공기 중으로 끌려가지 않고 내부에 있는 물 분자의 수소결합력을 받기 때문이다.

모세관 현상은 수소나 산소원자를 포함하지 않은 물질(예: 금속)에서는 잘 안 나타나는데 그 원인은 물이 모세관 현상을 일으킬 때 그 관을 이루는 분자와 수소결합력이 작용하기 때문이다. (유리관을 이루는 유리는 SiO2이므로 수소결합력이 작용한다.)

17, 물은 보통 금속류를 녹여 염기를 만들고 비금속류를 녹여 산을 만든다.

산과 염기의 기준은 양이온으로 하전된 수소 이온과 음이온으로 하전된 수산화이온이며,

수소이온이 많으면 산성이고 수산화이온이 많으면 염기성이며, 두 이온의 값이 0에 가까우면 중성이 된다.

대표적인 산으로는 염산, 질산, 황산 등이 있으며 이 3가지의 산은 모두 강한 산이다. 대표적인 알칼리(염기)로는 수산화나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아수 등이 있으며 3가지 모두 강한 염기이다. 한편 산과 염기는 수소이온이나 수산화이온을 포함하고 있으므로 전해질이고,

이온 물질을 갖는 모든 물이 전해질이다.

18.물은 산소와 함께 금속을 잘 부식시키는 성질이 있다.

철의 경우 반응성이 크나 직접적으로는 산소와 잘 반응하지 않으며 아주 천천히 산화철을 생성한다. 하지만 물이 묻은 철은 상황이 다른데, 그 원인은 물이 철을 이온화하면서 전자를 내놓고 이 전자를 받은 산소원자가 양이온으로 하전된 철 분자와 결합을 하면서 이루어지기 때문이다. 금속의 산화를 막기 위해 기름칠을 하는 경우가 많은데 이는 기름과 물 사이의 반발력을 이용한 것이다.

한편 찬물에서 급격히 반응하는 금속은 포타슘, 칼슘, 소듐 등이 있고, 뜨거운 물에서 급격히 반응하는 금속은 마그네슘, 알루미늄, 아연 등이 있다.

19,공유 결합에서 전자를 공유할 때는 무조건 공평하게 공유하지 않는다. 즉, 분자를 이루는 원자들은 고유의 인력이 있는데 이 인력의 차이에 따라 전자를 공유하는 양에 차이가 생기게 된다.

물 분자에서 산소와 수소의 관계를 살펴보면, 우선 덩치만 보아도 당연히 산소가 더 강한 인력을 가지고 있다. 따라서 산소가 전자들을 더 많이 공유하게 된다. 이처럼 전자를 더 많이 공유한다는 것은 전자들이 수소보다 산소 쪽으로 더 많이 가 있다는 말이다.

전자들은 전기적으로 (-)전하를 띠고 있다. 원래 물 분자는 전기적으로 중성이어야 하는데, 이 (-)전하를 띤 전자들의 위치 이동으로 말미암아 중성인 물 분자에 전기적인 성질이 생기게 된다. 즉, 전자를 공유하는 양에 차이가 발생함으로써 산소 쪽은 음(-)의 전하를 띠고, 수소 쪽은 반대로 양(+)의 전하를 띠게 되는 것이다.

물 분자가 전기적 성질을 띠게 된다는 말에 혹시 물에 전기가 흐르는 것은 아닌가 하고 걱정할지도 모르겠다. 그러나 그런 걱정은 할 필요가 없다. 물 분자는 부분적으로만 전하를 띨 뿐 분자 전체적으로는 음의 전하와 양의 전하가 서로 영향을 주어 전기적 성질이 강하지 않다.

(결합이 104도의 각도를 이루는 이유일 것이다)

20, 물 분자에 생긴 이 부분적인 전기적 성질은 생명 유지와 관련된 아주 놀라운 결과를 낳게 된다.

이 전기적 성질은 서로 끌어당기는 힘을 강하게 함으로써 물 분자끼리의 결합을 더 강하게 해 준다. 즉, 수소와의 공유 결합으로 음의 전기적 성질이 강해진 산소는 다른 물 분자에 결합된 수소까지 끌어당기는 힘을 갖게 됨으로써 물 분자끼리의 결합을 강화시킨다. 그래서 다른 분자들끼리의 결합보다 더 강한 결합을 형성하게 된다.

이처럼 음의 전기적 성질이 강한 원자 사이에 수소 원자가 들어가 약한 결합 상태를 만드는 것을 '수소 결합'이라고 한다.

아래 그림은 물 분자들의 결합 상태를 나타낸 것인데, 원자 사이의 막대기 모양은 공유 결합 상태를 나타내고, 점선으로 나타낸 것이 수소 결합을 나타낸다.

물의 구조
(그림은 생략)

21, 이 강한 물 분자 사이의 결합으로 인해 물은 다른 액체들처럼 쉽게 온도가 내려가거나 올라가지 않는다. 이것이 왜 중요할까?

만약 물의 온도가 쉽게 올라가면 무슨 문제가 생길까? 여름에 온도가 높을 때 우리 몸속의 물도 금방 온도가 올라갈 것이다. 갑자기 체온이 높아지면 우리의 생명은 곧 위독해질 것이다. 반대로 겨울에는? 잘못하면 얼어 죽을지도 모른다. 이처럼 물 분자의 결합적 특징은 우리의 생명과 직결되어 있다.

한편 이 세상 대부분의 액체 물질은 고체로 될 때 부피가 줄어든다. 그런데 물의 경우는 특이하게도 얼음이 되면 오히려 부피가 늘어난다. 왜 이런 일이 일어날까? 이것 역시 물 분자의 특이한 결합 때문에 나타나는 현상이다.

물 분자의 경우 산소와 수소가 V자 형으로 결합하고 수소 결합을 이룬다는 특징 때문에 얼음이 될 때 육각형 구조를 이루게 된다.

이 육각형 구조는 물의 정형화되지 않은 구조에 비해 더 많은 빈 공간을 만들게 되므로 물보다 얼음의 부피가 커지는 특이 현상을 일으키는 것이다.

그런데 만약 얼음이 물보다 부피가 작아지면 어떤 일이 일어날까? 부피가 작아진다는 것은 그만큼 무거워진다는 것이다. 즉, 얼음이 물에 가라앉게 된다는 것을 뜻한다. 이렇게 되면 추운 겨울에 강은 밑바닥부터 얼고 이 얼음이 차곡차곡 위로 올라와 강 전체가 얼어 버릴 것이다. 그럼 강에 사는 그 많은 물고기들은 어떻게 될까? 아마 모두 얼어 죽을 것이다.

얼음의 구조

(그림생략)

22, 무엇이든 잘 녹이는 물

물 분자의 결합 속에 숨어 있는 전기적 성질은 우리 생활에도 유용하게 이용된다.

설탕이나 소금이 물에 녹지 않는다고 생각해 보자. 아마 우리 생활이 엄청나게 불편해질 것이다. 다행스럽게도 설탕이나 소금은 물에 잘 녹는다.

그런데 이것들이 잘 녹을 수 있는 것도 물 분자의 전기적 성질 때문이다. 즉, 물은 음과 양의 전기적 성질을 모두 가지고 있기 때문에 여러 가지 물질들 중에서 음이나 양의 전기적 성질을 띠는 모든 물질들과 잘 어울리는 것이다. 반면, 전기적 성질을 띠지 않는 물질들은 물에 녹지 않는다.

이처럼 다른 물질을 잘 녹이는 물의 성질은 우리의 삶에서 매우 유용한 역할을 한다. 빨래를 할 때 물을 사용하는 것도 오염 물질들 중에 물에 잘 녹는 것들이 많기 때문이다. 비가 온 후 공기가 맑고 투명하게 느껴지는 것도 이런 이유 때문이다.

또한 물은 우리 몸이 영양분을 흡수하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 음식을 통해 흡수한 영양분들은 우리 몸속에 있는 물과 섞여 몸 구석구석으로 이동하여 필요한 곳에서 흡수된다.

23. 한 방울의 크기를 재보자. 그리고 그 지름을 백으로, 천으로, 또다시 천으로 나누어 보자. 결과는 물 한 분자의 크기와 비슷할 것이다. 건물을 지으려면 무수히 많은 모래알이 필요하듯이 물 한 방울을 만들기 위해서도 무수히 많은 물분자가 필요하다. 물분자는 복숭아에 두 개의 살구가 붙어 있는 것처럼 보인다. 중간에 있는 복숭아는 산소 원자에, 두 개의 작은 살구는 수소 원자에 비유할 수 있다. 산소 원자는 결합이라는 매우 정밀한 관계에 의해 각 수소 원자에 연결돼 있다.

물분자의 구조

(그림생략)

24.물방울로부터 물분자를 분리한다면 아마도 공기 속으로 증발해버릴 것이다. 물방울로부터 해방된 물분자는 아주 빠른 속도로 회전하여, 1초 동안에도 수만, 수억 번을 회전한다. 그러나 장난감 팽이와는 달리 세 가지 다른 방향으로 회전한다.

물분자의 움직임 (그림생략)

물분자가 매우 빠른 속도로 도는 데 비해 각각의 원자는 그 분자 내에서 비교적 천천히 춤을 추고 있다. 그러나 원자가 천천히 움직인다고 해도 우리가 보기에는 여전히 매우 빠른 속도다. 원자들은 세 원자간에 조화를 이루며 매우 정교하게 춤을 춘다. 그들의 춤은 두 수소 원자가 산소 원자에게 동시에 바짝 다가섰다가는 물러서고 다시 다가서는 동작과, 수소 원자 하나는 다가서고 다른 수소 원자는 물러서는 방식의 동작이 있다.

상기 글들은 백과 사전의 글을 발취한것입니다

역시 물의 중요도는 산소와 수소의 결합에 있으며 외각 전자의 움직임에 따라 변하는 그무엇(?)에 있는 것 같습니다

또한 물의 진동에을 보며 성경첫 구절의 말씀이 떠올려집니다

“태초에 말씀( 진동,파동) 이 계시니라”

저가 중요한 부분은 밑줄로 표시해봤읍니다

[미자르]

혹시 물가스라는 것이 무엇인가요"
그리고백금으로 전기분해하면 수소 와 오존으로 분리 되지않나요?