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물 분자는 전기적으로 중성이지만, 산소 원자상의 수소 원자의 비대칭 배열은 한쪽에 순수한 양전하를, 다른쪽에 음전하를 준다. 살아있는 유기체에 대한 중요한 결과 중 하나는 다른 액체보다 다양한 물질을 용해시킬 수있는 물의 능력과 강한 표면 장력으로 방울을 형성하고 작은 뿌리, 줄기 및 모세관을 통해 이동할 수 있다는 것입니다. 물은 지구에서 발견되는 온도에서 기체, 액체 및 고체로 존재하는 유일한 물질이며, 물 분자의 극성으로 인해 고체 상태는 액체 상태보다 밀도가 낮습니다. 결과적으로 얼음이 뜬다. 이것은 지구상의 모든 곳에서 삶에 중대한 영향을 미쳤다.
수소 결합
물 분자의 극성 특성을 이해하는 쉬운 방법은 그것을 미키 마우스 헤드로 시각화하는 것입니다. 수소 원자는 귀가 미키 머리에 앉는 것과 거의 같은 방식으로 산소 분자 위에 있습니다. 이 왜곡 된 사면체 배열은 전자가 원자들 사이에서 공유되는 방식 때문에 발생합니다. 수소 원자는 104.5도 각도를 형성하여 각 분자에 전기 쌍극자 또는 자석의 특성을 부여합니다.
각 물 분자의 양 (수소) 쪽은 수소 결합이라고하는 과정에서 주변 분자의 음 (산소)쪽에 끌립니다. 각각의 수소 결합은 단지 1 초 동안 만 지속되며, 원자들 사이의 공유 결합을 끊을만큼 충분히 강하지는 않지만, 알콜과 같은 다른 액체와 비교할 때 물에 이상이 없다. 살아있는 유기체에는 세 가지 이상이 특히 중요합니다.
생명의 용매
물의 극성으로 인해 물은 과학자들이 때때로 보편적 인 용매라고 부르는 많은 물질을 용해시킬 수 있습니다. 유기체는 물에서 탄소, 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 황을 포함한 많은 필수 영양소를 흡수합니다. 또한, 물이 염화나트륨과 같은 이온 성 고체를 용해시킬 때, 이온은 용액에 자유롭게 부유하여 전해질로 변한다. 전해질은 신경 신호를 전송하는 데 필요한 전기 신호뿐만 아니라 다른 생물 물리 프로세스를 조절하는 전기 신호를 전도합니다. 물은 또한 유기체가 대사 폐기물을 제거하는 매개체입니다.
영양의 구속력
서로 물 분자의 정전 기적 인력은 표면 장력 현상을 만들어 액체 물 표면이 특정 곤충이 실제로 걸을 수있는 장벽을 형성합니다. 표면 장력은 물 방울을 물방울로 만들고, 한 방울이 다른 방울에 접근 할 때 서로를 끌어 단일 방울을 형성합니다.
이 인력으로 인해 물이 작은 흐름으로 일정한 작은 모세관으로 유입 될 수 있습니다. 이를 통해 식물은 뿌리를 통해 토양에서 수분을 끌어 올릴 수 있으며 키가 큰 나무는 모공을 통해 수액을 끌어 영양을 공급할 수 있습니다. 서로 물 분자의 매력은 또한 동물의 몸을 통해 유체가 순환하는 데 도움이됩니다.
떠 다니는 얼음의 변칙
얼음이 뜨지 않으면 세상은 다른 곳이되어 생명을 지탱할 수 없을 것입니다. 바다와 호수는 바닥에서 얼어 붙어 온도가 차가워 질 때마다 단단한 덩어리로 변할 수 있습니다. 대신, 수역은 겨울 동안 얼음 껍질을 형성합니다. 물보다 더 차가운 기온에 노출되면 물 표면이 얼어 붙지 만 얼음은 물보다 밀도가 낮기 때문에 얼음이 나머지 물 위에 남아 있습니다. 이것은 물고기와 다른 해양 생물이 추운 날씨에 생존하고 땅에 사는 생물을위한 음식을 제공 할 수있게합니다.
물을 제외하고 다른 모든 화합물은 액체 상태보다 고체 상태에서 밀도가 높아집니다. 물의 독특한 행동은 물 분자의 극성의 직접적인 결과입니다. 분자가 고체 상태로 정착함에 따라, 수소 결합은 분자 상태를 액체 상태보다 분자 사이에 더 많은 공간을 제공하는 격자 구조로 만듭니다.