Water   물

1. 물 (Water) 이란?

  ㅇ 지구의 2/3 이상을 덮고있음
     - 모든 생명체는 물에서 기원을 두고 있음 
        . 항상 물이 필요하며, 다양한 생물학적 구조를 결정하는데 도움을 주는 등
        . 특히, 인체의 약 70%가 물로 이루어짐


2. 물의 특징

  ㅇ 자연 상태에서, 고체,액체,기체 모두 가능한 유일한 물질

  ㅇ 물은 매우 약한 전해질
     - 순수 물은 약한 전도성을 갖으나, 
     - 물에 녹아있는 다른 물질 때문에 높은 전도성도 가능

  ㅇ 물 자체의 이온화 반응(Autoionization)
     - 물은 약간 이온화되어,
     - 하이드록소늄/하이드로늄 이온(H3O+)과 수산화 이온(OH-)을 생성함
     - 즉, H2O(l) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + OH-(aq)

  ㅇ 물은 산으로 작용하기도 염기로 작용하기도 함 (양쪽성)
     - 대부분 천연 존재 물은, 약한 산성이거나 약한 염기성을 띔 

  ㅇ 물 경계에서 표면장력을 갖음
     - 例) 다른 표면 상에서 물 구슬 모양을 함
     - 例) 일부 생물이 물 위에서도 걸을 수 있음

  ㅇ 높은 열용량을 갖음 
     - 열의 저장소 즉, 온도 조절 능력을 갖음
        . 주변 온도가 높으면 열을 흡수, 낮으면 열 방출
     - 例) 육지 보다 바다가 온도 변화에 저항하는 능력이 강함
     - 例) 물이 끓기 전까지 엄청난 열을 흡수 함

  ㅇ 훌륭한 용해 작용
     - 例) 극성 분자인 소금(NaCl)이 물에 쉽게 녹음 (친수성, Hydrophilic) 
     - 例) 비 극성 분자인 기름은 물에 잘 녹지 않음 (소수성, Hydrophobic)

  ㅇ 고체인 얼음일 때, 오히려 밀도가 약간 낮아짐
     - 例) 얼음이 물 위에 떠있게 됨
     - 例) 만일, 얼음 밀도가 높다면, 추운 남극 표면의 빙하가 가라앉게 되어, 보온 효과가 없어져,
           결국 전체 물이 다 얼게 됨


3. 물 분자의 특징

  ㅇ 분자식         : H2O
     - 조성 : 수소(H) 11.19%, 산소(O) 88.81%

  ㅇ 분자 모양
     - H-O-H 결합모양 : 직선이 아닌 굽은 모양 (V-형태)
     - ∠HOH 결합각   : 104.5˚

  ㅇ 전하 분포
     - 산소(O) 원자가 수소(H) 원자 보다 전자를 더욱 끌어당기어, 불균등한 전하 분포

  ㅇ 분자 극성
     - 산소(O) 원자 부근이 부분적 음극, 두 수소(H) 원자들 사이가 부분적 양극
     - 따라서, 물 분자는 극성을 갖음
       


4. 물 분자 간의 결합

  ㅇ 수소결합 (Hydrogen Bond, 水素結合)
     - 물 분자 간 응집력으로 작용 
        . 물 분자의 부분 양극인 수소 원자와 부분 음극인 산소 원자 간에,
        . 극성 공유결합으로 인해 수소결합 형성
     - 만일, 수소결합이 없다면, -70℃(-94℉)에서도 끓어 증발함

  ㅇ 例) 물 위 표면장력 : 식물의 뿌리에서 잎까지 물을 끌어올리는 힘 등


5. [참고사항]

  ㅇ 수화 (Hydration, 水化) 
     - 용액 내 녹아서 분리된 이온들이 물 분자에 의해 완전히 둘러싸이는 것

  ㅇ 가수분해 (Hydrolysis, 加水分解)
     - 여러 단위체들이 반복 공유결합하여 중합체(거대분자)를 이룬 유기화합물에다가,
     - 물 분자를 이용하여 이를 분해하는 과정

  ㅇ 친수성 (親水性, hydrophile, hydrophilicity), 소수성 (疏水性, hydrophile, hydrophobicity)
     - 친수성 : 물 분자와 쉽게 결합하는 성질
     - 소수성 : 물 분자와 쉽게 결합하지 못하는 성질
     * 例) 고체 표면에서, 물이 넓게 퍼지면 친수성, 젖지 않고 물방울이 생기면 소수성이라고 함