サミュエル・コールリッジの有名な詩「古代船乗りの隆盛」では、「水、水、どこにでも、一滴の飲み物もありません!」が引用されています。 これらの有名なセリフを通して、コールリッジは海に囲まれているにもかかわらず、摂取する水がないことを示しました。 彼はまた、アホウドリを殺したことにも言及した(地元の言い伝えによれば、アホウドリは船に乗っている全員に不運をもたらすという)。 もちろん、彼の有名なセリフを通じて、地球の表面の 75% には水があるという常識を再確認します。 さらに、人間の体の60%は水分で構成されていることがわかっています。 したがって、水 (単純な分子) はすべてのプロセスにおいて重要であることがわかります。
この既知の現象について学生に(詳細に)学んでもらうために、大学の化学教師は、H2O の化学的性質、その構造、環境上の重要性などについて宿題を出し、理解の深さを判断します。 しかし、化学的性質、構造、全体的な重要性がよくわからない学生は、厳しい締め切り内によく研究されたユニークな論文をまとめるのに苦労することがよくあります。 幸いなことに、いくつかの有名な課題指導 Web サイト (TopHomeHomeHelper など) では、基本的なトピックと高度なトピックの両方について 360 度の化学の宿題のヘルプを提供しています。
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それでも、宿題を始めるのに役立つように、以下ではタイトルの内容をすべてわかりやすく説明します。
水の化学的性質
(H2O) は化学物質であるため、多くの物質と反応してさまざまな化合物を形成します。
酸化還元反応: 素晴らしい水素源 (1 つの酸素原子と共有結合している 2 つの水素原子を有する) として、電気陽性元素は水素分子を減らします。
光合成中に、H2O は還元されて O2 に酸化され、酸化還元反応に不可欠であることがわかります。 (例を見る)
自然の雰囲気: H2O が塩基と酸として機能することは多くの人が知っているかもしれません。 それは、本質的に、それが大気であることを示しています。 (例を見る)
酸性の挙動:
基本的な動作:
加水分解反応: また、主にその誘電率により強い水和傾向があり、いくつかの象徴的な化合物を溶解することができます。 特定のイオン性および共有結合性化合物は加水分解される可能性があります。
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H2O の特性の詳細
- モル質量 – 8.01528(33) g/mol
- 固体密度 – 0.9167 g/ml(0 °C)
- 液体密度 – 95 °C で 0.961893 g/mL、25 °C で 0.9970474 g/mL、0 °C で 0.9998396 g/mL
- 融点 – 0℃
- 沸点 – 100℃
- 酸度 – 13.995
- 蒸気圧 – 0.032176 atm/3.1690 キロパスカル
- 粘度 – 0.890 cP
- 熱伝導率 –0.6065 W/m・K
- 屈折率 – 1.3330 (nD)
- 塩基度 – 13.995 (pKb)
水の構造の化学
水の化学構造は、2 つの異なる水素原子が 1 つの酸素原子と結合したものです。 酸素原子は電気陰性度が高いため、極性の共有結合を持っています。 酸素原子は、水素原子とは対照的に、共有結合の共有電子をより多く引き寄せます。 したがって、酸素原子は(部分的に)マイナスに帯電し、水素原子は部分的にプラスに帯電します。 その後、酸素原子上の 2 つの孤立電子対により、原子は曲がった構造をとります。 水分子の曲がった形状は、極性の O – H 結合が互いに打ち消し合わず、分子全体が極性であるために発生します。
さらに、極性結合は双極子間力によって互いに引き付けられます (ある分子のプラス端が近くの分子のマイナス端に引き付けられます)。 水中では、極性の O – H 結合は水素原子付近の電子密度がほとんどなく、各 H2 原子は隣接する O 原子の孤立電子に引き寄せられます。 これは水素結合と呼ばれ、通常の双極子間力よりも強力です。
環境上の重要性
世界人口が年々増加するにつれ、環境の重要性と利用可能な水の需要も増大しています。
水は、さまざまな植物や動物(魚の移動や繁殖も)に餌を与え、成長させ、育てるためにも重要です。 顕花植物への定期的な水やりは、昆虫、爬虫類、カエル、哺乳類に食料と避難場所を提供します。 森林に生息する鳥でさえ、健全な湿地にはよく反応します。 彼らは、植物に受粉し、昆虫や害虫を制御するために簡単に餌を与えたり、移動したりできます。
国民は水の価値をより適切に認識しなければなりません。 きれいな水は、農業、家畜、衛生、そして周囲の生態系の維持にとって非常に重要です。 水は、川、湿地、小川などの自然の流れを回復および維持するのに役立ち、氾濫原の生息地をサポートします。
したがって、世界政府やその他の責任ある公的機関にとって、すべての人の利益のために健全で再生可能で回復力のある水システムを維持することが重要です。
注目の画像ソース
Source: 水の化学: 性質、構造、環境上の重要性