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물의 화학식은 일반적으로 수소, 원자, 산소 원자로 이루어진다. 물의 화합물이라고 볼 수 있는데 간단해서 다른 무언가를 연구할 필요가 없다. 하지만 물 분자와 수소를 결합하려 다양한 특성을 만들어낼 수 있다. 수소 결합이 진행되기 위해서는 수소 원자와 비공유 전자 1쌍이 필요한데 플루오린화수소, 불화수소산, 암모니아와 부딪치지 않도록 해야 한다.


결합을 진행할때 각 분자간에 작용하는 인력이 다르기 때문에 분자들의 끓는점에 도달하지 않도록 해야한다. 암모니아, 불화수소산(HF)은 260도 까지 끓는다. 단순히 수소 결합에 의해서만 연구결과가 나온것은 아니다. 분자의 극성과 특성에 따라 결정된다.


물은 화학적으로 부피를 측정할 필요가 있다. 고체 상태인 얼음에서는 부피측정이 가능하기 때문이다. 육각형의 형태로 만들어진 얼음은 어는점의 상태에서 분자들이 무질서하게 움직인다는 연구결과를 얻어냈다. 액체상태에 있을때 분자간의 거리가 좁혀지기 때문이다. 섭씨 3.984도에서 밀도가 가장 높게 나타난다.


에너지가 증가하게 되면 밀도는 낮아지지만 부피는 증가한다. 어는점의 액체상태와 고세상태를 비교해보면 밀도가 높은곳에서 먼저 어는것을 확인할 수 있다. 얼어서 고체가 되어도 물보다 무게가 가벼워 수면위로 떠오르게 된다. 이 특성은 겨울에 수중 생물이 살 수 있도록 만든다. 수면위의 얼음이 찬공기를 막아주어 수면 아래의 물은 얼지 않기 때문이다.


만약 어는점이 반대로 아래에서 부터 시작된다면 강이나 호수에 살고 있는 생물들이 전멸하게 될것이다. 게다가 바다까지 얼어붙게 되어 전체가 빙하시기에 도래하게 된다. 얼음은 지구상의 생명체를 전멸시킬수도 있고 살릴수도 있다. 영원한 생명을 만들어내는 바다가 빙하가 된다면 지구상의 모든 생물, 동물들이 물의 보호를 받을 수 없게 된다.


물은 분자량에 비해 높은 비열을 가지고 있다. 수소 결합으로 인하여 생성되는 특성인데 끓는점이 분자를 분리시키지 않는다. 수소와 물의 인력을 지속적으로 연결해주는 에너지가 발생된다는 것이다. 온도를 변화시키는 것은 쉽지만 열을 저장하는 것은 어렵다. 이로 인해 적도의 뜨거울 열이 발생해도 물이 계속 흐르고 극지방으로 이동하게 된다.


인간이 수용하였던 석탁을 지속적으로 연소시킨다면 물이 고위도 지역으로 흘러 열대지방의 온도차이가 크게 벌어졌을 것이다. 이 때문에 물리적 특성을 연구하는 학자들이 관심을 가지기 시작했다. 물은 전기가 잘 통한다는 연구자료가 있다.


순수한 물이라고 정의하는데 약한 전기만 잘 통한다고 한다. 모든 전기가 통하는 것이 아니다. 자동이온화 현상으로 인해 물의 비저항성이 작용되기 때문이다. 순수한 물은 4차 증류수로 분류된다. 이온이 포함되어 있는 물은 순수한 물이 아니다. 끓는점과 어는점의 기준을 충족하는 물이 순수하다고 판별된다.

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