물의 특성

물은 극성 분자이다

물은 극성 분자이며, 물분자는 한개의 산소원자가 두개의 수소원자와 공유결합을 하고 있다. 공유결합을 하고 있는 분자의 원자들은 공유결합을 하는 전자를 놓고 끊임없는 줄다리기를 하고 있다. 결합에 의해 공유된 전자를 끌어당기는 원자의 힘을 전기음성도라 한다.
원자의 전기음성도가 클수록 그 원자는 공유된 전자를 자기 쪽으로 더 세게 끌어당긴다. 한종류의 원소로 구성된 분자의 경우 두개의 동일한 원자는 공유된 전자에 대해 동일한 크기의 인력으로 작용한다
이러한 분자의 공유결합은 전자들이 두 원자 사이에 동등하게 공유되기 때문에 비극성이라 한다.
예를 들면 메탄과 같은 화합물도 구성하는 원자의 전기음성도가 본질적으로 같기 때문에 비극성 결합을 하고 있다 
산소, 수소, 메탄과는 다르게 물은 전기음성도가 매우 다른 원자들로 구성되어 있다. 산소는 모든 원소 중에서 전기음성도가 가장 큰 원소 중에 하나이다
산소는 수소보다 공유된 전자를 훨씬 더 강하게 끌어당기므로 공유된 전자들이 수소보다는 산소원자에 더 가깝게 존재한다
이와같이 물분자 내의 산소와 수소원자 사이에 형성된 불균등한 전자의 공유를 극성 공유결합이라 한다.
극성 공유결합은 공유된 전자가 전기음성도가 더 큰 원자 쪽으로 끌려가 그원자를 부분적으로 전기적 음성을 띠게 하고 나머지 원자를 부분적으로 전기적 양성을 띠게 하는 화학결합이다.
물의 경우 산소원자는 실제로 약간의 음전기를 수소원자는 약간의 양전기를 띠게 되며 전체적으로는 전기적 중성이다
이런 극성 공유결합에 의해 물분자는 하나의 약한 음극과 두개의 약한 양극을 가지는 극성분자의 형태를 이룬다.

 

개요: 물분자의 극성은 수소결합을 가능하게 하며 물에 독특한 특성을 부여한다

 

물분자의 극성은 물분자 사이의 상호작용을 가능하게 한다. 
각 분자의 전기를 띤 부위가 근처에 있는 반대 전기를 띤 부위를 끌어당김으로써 다소 약한 결합이 형성된다.
이처럼 특수한 형태의 결합에서 양전하를 띠는 부위가 항상 수소원자이기 때문에 이 결합을 수소결합이라고 한다.
즉 하나의 물분자는 주변에 있는 네 개의 물분자와 수소결합을 할 수 있다. 물의 극성과 수소결합은 물에 독특한 특성을 부여한다. 지구상의 모든 일반적인 물질과는 달리 물은 자연 상태에서 세가지 물리적인 상태 (고체, 액체, 기체)로 존재한다. 이러한 물의 여러가지 특성과 양적인 풍부함은 지구 상에서 생명체가 번성할 수 있게 된 중요한 이유이다.

수소결합으로 물이 응집력을 갖는다

액체 상태의 물분자 사이에 있는 수소결합은 수초 동안만 유지된다.
그러나 어떤 순간에도 대부분의 분자는 수소결합을 형성하고 있다 분자 사이에 서로 얽매이게 되는 어러한 경향을 응집력이라 하며 대부분의 다른 액체보다 물은 응집력이 강하다.
물의 응집력은 생명계에서 매우 중요한 역할을 한다. 예를 들어 나무의 경우 뿌리에서 잎으로 물이 운반되는 것은 응집력에 의해 가능하다.
잎의 표면에서 물이 증발하면 잎맥에 있는 물을 끌어당기게 되며 응집력 때문에 그 힘은 잎맥을 통해 뿌리까지 전달되고 결국 응집력에 의해 뿌리의 물은 중력의 반대 방향으로 이동할 수 있게 된다
액체의 표면을 퍼뜨리거나 부서뜨리는 표면장력도 응집력과 관계가 있다.
수소결합 때문에 물은 마치 투명 필름에 덮여 있는 것처럼 보이는 매우 큰 표면장력을 갖고 있다. 소금쟁이는 물의 높은 표면장력을 잘 이용하고 있다. 이곤충은 물보다 밀도가 높지만 물의 표면을 깨뜨리지 않고 연못위를 걸을 수 있다.