水の物理的性質の中に、水が水素や酸素の化合物であることを暗示する性質はありますか？

質問

タイトル通りなのですが、素人には気づかない何かがあるのかと思ったものですから・・・

回答No.1

shkwta · ベストアンサー

分析手法としての実用的意味はともかく、単に理論的な話であれば、次のようなことが考えられると思います。

(1)水蒸気の密度から、水の分子量は約18と求められますので、構成する原子は、原子量の合計が約18になる組み合わせに限られます。
(2)水の誘電率が大きい（0℃の比誘電率は約88）ことは、分子の中に正電荷と負電荷の偏り（極性）があることを示唆します。
(3)水蒸気の熱容量から、分子の自由度が６（分子の位置のx,y,zで３つ、回転角が３つ）と求められるので、少なくとも３原子分子以上です。
(4)他の物質と比較して、分子量が小さいのに融点・沸点が高いことから、水素結合があることがわかります。つまり、水素があります。しかも、分子量が同じくらいで同じように水素結合のあるNH3, HFよりさらに融点・沸点が高いので、もっとも効率よく水素結合を作れる「１分子当たり２本の水素結合」になっていることが示唆されます。
氷にＸ線を当てて結晶構造を調べることでも水素結合の本数がわかると思います。

お礼

ご教示有難うございます。勉強させていただきます。