물의 상태 : 가스, 액체 및 고체
수소 결합의 형성은 우리가 알고있는 생명체에 중요한 액체 물의 중요한 수질입니다. 물 분자가 서로 수소 결합을 할 때 물은 다른 액체에 비해 독특한 화학적 특성을 가지며 생물은 수분 함량이 높기 때문에 이러한 화학적 특성을 이해하는 것이 생명을 이해하는 열쇠입니다. 액체 물에서 수소 결합은 물 분자가 서로 지나갈 때 끊임없이 형성되고 끊어집니다. 이러한 결합의 파괴는 시스템에 포함 된 열로 인한 물 분자의 운동 (운동 에너지)에 의해 발생합니다. 물이 끓으면서 열이 상승하면 물 분자의 운동 에너지가 높을수록 수소 결합이 완전히 끊어지고 물 분자가 기체 (증기 또는 수증기)로 공기 중으로 빠져 나갈 수 있습니다. 반면에 물의 온도가 낮아지고 물이 얼면 물 분자는 수소 결합에 의해 유지되는 결정 구조를 형성합니다 (수소 결합을 끊을만큼 에너지가 부족합니다). 이로 인해 다른 액체의 응고에서는 볼 수없는 현상 인 액체 물보다 얼음의 밀도가 낮아집니다.
물질의 위상 :이 대화식에서 위상 변화 동안 분자간 결합에 어떤 일이 일어나는지 확인하세요.
물이 고체 형태에서 더 낮은 밀도는 물이 얼면서 수소 결합이 배향되는 방식 때문입니다. 물 분자는 액체 물에 비해 더 멀리 떨어져 있습니다. 대부분의 다른 액체의 경우 온도가 떨어질 때 응고되는 것은 분자 사이의 운동 에너지 감소를 포함하여 액체 형태보다 훨씬 더 단단하게 패킹 할 수 있고 고체가 액체보다 더 큰 밀도를 제공합니다.
낮은 이상 현상 인 얼음의 밀도는 얼음이 빙산과 같은 액체 물의 표면이나 물 한 컵의 얼음 조각에 떠오르게합니다. 호수와 연못에서는 물 표면에 얼음이 형성되어 연못의 동물과 식물이 얼지 않도록 보호하는 단열 장벽을 만듭니다. 이 단열 얼음 층이 없으면 연못에 사는 식물과 동물은 단단한 얼음 덩어리에서 얼어 생존 할 수 없습니다. 동결이 살아있는 유기체에 미치는 해로운 영향은 액체 물에 비해 얼음이 팽창하기 때문에 발생합니다. 동결시 형성되는 얼음 결정은 살아있는 세포의 기능에 필수적인 섬세한 세포막을 파괴하여 돌이킬 수없는 손상을 입 힙니다. 세포는 그 안의 물이 일시적으로 글리세롤과 같은 다른 액체로 대체되는 경우에만 얼어 붙을 수 있습니다.
