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水の液体のときと氷の時の構造モデルの画像
ORUKA1951の回答
- ORUKA1951
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>結晶ということは、分子は規則正しく立体的に配列されており・・・・分子同士の間が大きい。 >なので、液体より個体のほうが密度が低いので氷は水に浮くと思っていたのです いいえ違います。もしそれが正しいなら、すべての固体と液体でも成り立つはずですが、この特異な性質を持つのは水だけと言う説明ができませんね。 家にあるロウソクを試験管かガラスコップに入れて湯煎してみてください。ロウソクのお尻がへこんでいるのは、固体になると体積が減るからです。 液体の水も氷の水もニ分子間の関係は先の図とまったく同じなのです。ただ違うのは、その結合を切り離しては横の他のものとつなぎかえられる・・・という点だけです。あちこちウロウロ出来る、位置関係が固定されていないのが液体です。水の強力な表面張力の由来も、この水素結合ですし、油など非極性溶媒がはじき出されて水に溶けることができない--疎水結合--も、電解質が水に溶けてしまうのも、水を気化させるために膨大な熱量がいるのも、すべて水素結合と位置関係が変化していないことを示しているのですよ。コップにナミナミと水を入れて盛り上がるのも水素結合の賜物。 この水素結合のために分子間に隙間があるのです。そこに水分子自体もごく一部ですが落ち込んでしまう。メタノールやエタノールが水に溶けて体積が減るのも、この隙間にアルキル基がはまり込むからです。固体の水の体積が大きいのは、その隙間に入り込めないからなのです。言い換えると【液体の水は、強力な水素結合のため位置が固定される固体よりも分子間の距離が短い】のです。
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>すべての固体と液体でも成り立つはずですが、この特異な性質を持つのは水だけと言う説明ができませんね。 言われみれば、そうですね。 水だけ特別という説明ができませんね・・。 >家にあるロウソクを試験管かガラスコップに入れて湯煎してみてください はい、実験してみます! >液体の水も氷の水もニ分子間の関係は先の図とまったく同じなのです。ただ違うのは、その結合を切り離しては横の他のものとつなぎかえられる 液体の場合これができるから 個体の場合より 密度が大きいということですよね? 逆に言えば、個体の場合は切り離して横の他のものとつなぎかえられない。といことですよね? >油など非極性溶媒がはじき出されて水に溶けることができない--疎水結合--も、電解質が水に溶けてしまうのも、水を気化させるために膨大な熱量がいるのも、すべて水素結合と位置関係が変化していないことを示しているのですよ。 この辺なにを言っているのかまったくわかりません>< ごめんなさい。 >すべて水素結合と位置関係が変化していないことを示しているのですよ。 この場合の位置関係というのはどういう意味ですか?? >この水素結合のために分子間に隙間があるのです。そこに水分子自体もごく一部ですが落ち込んでしまう。 これは個体の場合だけですか?? >メタノールやエタノールが水に溶けて体積が減るのも、この隙間にアルキル基がはまり込むからです。 体積が減るのですね・・・。知りませんでした。 アルキル基?? それってなんですか?? 質問おおくてすいません。