물의 분자 구조와 수소 결합
물분자의 구조 : 물분자는 산소 원자 1개와 수소 원자 2개가 공유 결합을 하여 굽은형(104.5°) 구조를 이룬다.
물분자의 극성 : 산소 원자는 수소 원자보다 공유하고 있는 전자쌍을 끌어당기는 힘이 더 크므로 전자쌍이 산소 쪽으로 치우치게 된다. 따라서 산소는 부분적으로 (－)전하를 띠고, 수소는 부분적으로 (＋)전하를 띠게 되어 극성을 나타낸다.
수소 결합 : F, O, N과 같이 전자를 끌어당기는 힘이 큰 원자와 공유 결합을 하고 있는 H원자가 다른 분자 중에 있는 F, O, N에 강하게 끌리어 이루어지는 분자간의 인력
수소 결합은 다른 분자간에 작용하는 인력보다 매우 강하다.
HF, H2O, NH3, C2H5OH, CH3COOH
이합체 : 플루오르화수소와 아세트산은 두 분자가 수소 결합을 이루어 마치 한 분자처럼 행동하기도 하는데 이를 이합체라고 한다.
수소 결합으로 인한 물의 특성
물의 녹는점과 끓는점
분자들 사이에 작용하는 인력을 끊어주기 위해서는 에너지가 필요하므로 분자간의 인력이 강할수록 녹는점과 끓는점은 높아진다.
물은 수소 결합으로 인해 분자간의 인력이 매우 강하므로 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 녹는점과 끓는점이 높고, 융해열과 기화열이 크다.
물의 비열
비열 : 물질 1g을 1℃ 높이는데 필요한 열량으로 비열이 큰 물질은 온도 변화가 작다.
물의 비열은 4.2J/g․℃로, 다른 물질에 비해 크다. 따라서 다른 액체에 비해 쉽게 가열되지도 않고 쉽게 식지도 않는다.
․바닷가에서 낮에는 해풍이, 밤에는 육풍이 분다.
․지구는 다른 행성에 비해 표면의 기온 차이가 작다.
․외부 기온이 급격히 변화되어도 생물의 체온은 일정하게 유지된다.
물의 표면 장력
액체 표면에 있는 분자들은 분자 사이의 인력에 의해서 액체 내부로 끌리기 때문에 액체는 가능한 한 표면적을 작게 하려는 경향을 나타내는데 이러한 성질을 표면 장력이라고 한다.
표면 장력은 분자간의 인력이 클수록 크다.
물은 분자간의 인력이 매우 크므로 다른 액체에 비해 표면 장력이 크다.
․소금쟁이가 물위에 떠서 돌아다닌다.
․풀잎에 맺힌 이슬방울이 공 모양을 하고 있다.
․물 표면과 나란하게 돌멩이를 던지면 수면 위로 돌이 통통 튀어나간다.
얼음과 물의 밀도
물이 얼음으로 될 때에는 물분자들이 수소 결합에 의해 빈 공간이 많은 육각형 모양의 구조를 이루에 된다. 따라서 물이 얼면 부피가 늘어나고 밀도가 작아지게 된다.
물은 4℃에서 부피가 가장 작고 밀도가 가장 크다.
․빙하가 바닷물 위에 떠 있다.
․겨울철에 호수나 강의 물은 표면부터 언다.
․겨울철 유리병에 보관한 물이 얼면 병이 깨진다.
물의 용해성(극성으로 인한 물의 특성)
물은 부분적인 전하를 띤 극성 물질이므로 이온성 물질과 극성 물질을 잘 녹인다.
물에는 약간의 산소와 이산화탄소가 녹아 있어 물 속에서도 생물이 살 수 있다.
물은 소금, 아미노산 등 많은 물질을 용해시키므로 인체에 다양한 영양소와 무기염류를 공급할 수 있다.
․세탁할 때 물을 사용한다.
․대기 오염 물질이 빗물에 녹아 내린다.
․생물체가 필요로 하는 각종 영양 물질을 녹이는 좋은 용매이다.
물의 분자 구조와 수소 결합
물분자의 구조 : 물분자는 산소 원자 1개와 수소 원자 2개가 공유 결합을 하여 굽은형(104.5°) 구조를 이룬다.
물분자의 극성 : 산소 원자는 수소 원자보다 공유하고 있는 전자쌍을 끌어당기는 힘이 더 크므로 전자쌍이 산소 쪽으로 치우치게 된다. 따라서 산소는 부분적으로 (－)전하를 띠고, 수소는 부분적으로 (＋)전하를 띠게 되어 극성을 나타낸다.
수소 결합 : F, O, N과 같이 전자를 끌어당기는 힘이 큰 원자와 공유 결합을 하고 있는 H원자가 다른 분자 중에 있는 F, O, N에 강하게 끌리어 이루어지는 분자간의 인력
수소 결합은 다른 분자간에 작용하는 인력보다 매우 강하다.
HF, H2O, NH3, C2H5OH, CH3COOH
이합체 : 플루오르화수소와 아세트산은 두 분자가 수소 결합을 이루어 마치 한 분자처럼 행동하기도 하는데 이를 이합체라고 한다.
수소 결합으로 인한 물의 특성
물의 녹는점과 끓는점
분자들 사이에 작용하는 인력을 끊어주기 위해서는 에너지가 필요하므로 분자간의 인력이 강할수록 녹는점과 끓는점은 높아진다.
물은 수소 결합으로 인해 분자간의 인력이 매우 강하므로 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 녹는점과 끓는점이 높고, 융해열과 기화열이 크다.
물의 비열
비열 : 물질 1g을 1℃ 높이는데 필요한 열량으로 비열이 큰 물질은 온도 변화가 작다.
물의 비열은 4.2J/g․℃로, 다른 물질에 비해 크다. 따라서 다른 액체에 비해 쉽게 가열되지도 않고 쉽게 식지도 않는다.
․바닷가에서 낮에는 해풍이, 밤에는 육풍이 분다.
․지구는 다른 행성에 비해 표면의 기온 차이가 작다.
물의 특성
①극성 분자·····많은 염류를 용해, 분자 내에서 산소-전하, 수소 +전하( 전기 음성도 차)
②수소 결합···분자와 분자 사이의 결합······비열이 크다(해륙풍, 해양성 기후,천천히 더워 지고 천천히 식음) 녹는점↑, 끓는점↑, 증발열↑ ,체온유지,
※얼음···물이 얼어서 얼음이 되면 분자내의 수소 결합으로 공간(부피)증가 ,질량 일정,
밀도 감소, 가벼워 물위에 뜸(겨울철 얼음 밑 수온 4℃유지 ····,부피↓,밀도↑),독 의 물이 얼면 깨짐
③표면장력····· 표면적↓ ,표면이 구형(풀잎의 이슬····곤충의 수분), 바늘,소금쟁이가 물위 에 뜸
④모세관 현상····가는관으로 이동(뿌리에서 흡수한 물이 물관을 통해 이동)
※ 열량=비열×질량×온도변화=열용량×온도변화(물의 비열····4.2J/g℃)
․외부 기온이 급격히 변화되어도 생물의 체온은 일정하게 유지된다.
물의 표면 장력
액체 표면에 있는 분자들은 분자 사이의 인력에 의해서 액체 내부로 끌리기 때문에 액체는 가능한 한 표면적을 작게 하려는 경향을 나타내는데 이러한 성질을 표면 장력이라고 한다.
표면 장력은 분자간의 인력이 클수록 크다.
물은 분자간의 인력이 매우 크므로 다른 액체에 비해 표면 장력이 크다.
․소금쟁이가 물위에 떠서 돌아다닌다.
․풀잎에 맺힌 이슬방울이 공 모양을 하고 있다.
․물 표면과 나란하게 돌멩이를 던지면 수면 위로 돌이 통통 튀어나간다.
얼음과 물의 밀도
물이 얼음으로 될 때에는 물분자들이 수소 결합에 의해 빈 공간이 많은 육각형 모양의 구조를 이루에 된다. 따라서 물이 얼면 부피가 늘어나고 밀도가 작아지게 된다.
물은 4℃에서 부피가 가장 작고 밀도가 가장 크다.
․빙하가 바닷물 위에 떠 있다.
․겨울철에 호수나 강의 물은 표면부터 언다.
․겨울철 유리병에 보관한 물이 얼면 병이 깨진다.
물의 용해성(극성으로 인한 물의 특성)
물은 부분적인 전하를 띤 극성 물질이므로 이온성 물질과 극성 물질을 잘 녹인다.
물에는 약간의 산소와 이산화탄소가 녹아 있어 물 속에서도 생물이 살 수 있다.
물은 소금, 아미노산 등 많은 물질을 용해시키므로 인체에 다양한 영양소와 무기염류를 공급할 수 있다.
․세탁할 때 물을 사용한다.
․대기 오염 물질이 빗물에 녹아 내린다.
․생물체가 필요로 하는 각종 영양 물질을 녹이는 좋은 용매이다.
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