2008年05月10日
水の特徴、物性を探る。その２ 水の存在様式(固体・液体・気体)の不思議
みなさん、こんにちは 
！。
水 
の物性を探るシリーズの第2弾です。
今回は、『水の不思議な状態変化』です。
この状態変化に注目したときに、僕らの住む｢地球｣では、水は常温では液体であり、100℃をこえると水蒸気(気体)となり、逆に0℃を下回れば氷となります。
ここでまず、｢固体｣・｢液体」・｢気体｣とはどんな状態なのかをしっかり押さえておきましょう！。
それでは、その前にいつものポチットお願いします 
！
一般的に、物質を構成する分子の間には分子間力と呼ばれる引力が働きます。
この力は分子が互いに近づくにつれて大きくなり，ある距離よりさらに近づくと逆に強い反発力となります。
固体とは、この分子間力によって分子が規則正しくならんだ状態です。イメージするとすれば結晶のようなもの。
そして外からの刺激で分子の運動が激しくなる 
と，分子がお互いに接しながら動けるようになります。この状態は液体です。
さらに運動が激しくなると分子が自由に飛びまわれるようになります。この状態が気体です。
このように，分子運動の激しさで分子集団の状態が変化していくのです！。
☆画像は楽しい高校化学・２－１物質の三態http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter2/lecture1/lect2011.htmlから使わせてもらいました。さらにリンク先に行くと、粒子さん達が、動き回る動画が見れます！。
水の三態について
さらにサントリー水大事典・水の性質http://www.suntory.co.jp/company/mizu/jiten/know/kn_01_01.htmlより。
水の三態・液体＝水
水が「液体=水」の状態にあるのは、温度が0℃～100℃までの間ですね。（正確には1気圧の条件のもとでですが。）
水は、「水素結合」によって、水分子が幾つか集まった集団（クラスター）になります。
また、その集団が崩れて、単独の水分子になります。
この集団の水は、大きいので強い引力を持ちます。そのため、単独になった水分子は、勝手に遠くまで飛んで行けません。（勝手に、遠くまで飛んで行ってしまうのは、次に扱う気体です。）
水分子集団と単独水分子が、つかれ離れずの状態、これが液体です。
水の三態・気体＝水蒸気
水は100℃に達すると沸騰し、分子の集団はバラバラになります。
つまり、殆どの水分子が、集団ではなくて、単独の水分子になります。そのため、集団から働いていた引力が無くなり、単独の水分子は、好き勝手な方向に飛んでいってしまいます。
これが、水蒸気・気体です。
水の三態・固体＝氷
水が０℃以下になると、こんどは、もっと水分子の集団が大きくなり、微小な運動しかしない状態になります。これが、固体状態の水＝氷です。
水は、温度帯によって、水分子の集団化に違いがあるので、狭い温度帯で、気体、液体、固体という物質の三態をとるのですね。
分子が単独で有ったり、数個程度の集団になったり、もっと大きな集団になったりという、この水の特徴は、あまり他の物質にはない性質です。
物質分子の世界では、結構、水って、「変わった」奴ですね。
水は、環境変化(温度変化)を緩和させる力があります。
次回は、その点について追及していこうと思います 
。
お楽しみに～！。
- by egisi
- at 23:00
comments
なるほど～☆
興味深く読ませていただきました！！
リンク元のサイトにも行ってみましたが、
固体も微動しているのがなんだかかわいらしかったです。
水も単なる液体だと思っていたけれど、水とは、
＞水分子集団と単独水分子が、つかれ離れずの状態
なんですね！！
ちょっと、水や氷の見方が変わってきそうです。
次回も楽しみにしています☆．。．:＊･°
氷→水→気体と、どんどん分子が移動するスピードが速くなっていきますね！
これって、やっぱり熱というエネルギーを得たので
そのエネルギーのおかげで、こんなに移動することができるのでしょうか？
えーっと・・・、
何で水だけが狭い温度帯で集団化の状態に違いが出るのでしょう？
あこりんさんコメントありがとうございます！。
改めて、水に注目してみるって面白いですよね。
次回も、新たな事実の紹介をしていくのよろしくです！。
aquaさん、こんにちわ！。
コメントありがとうございます。
＞これって、やっぱり熱というエネルギーを得たのでそのエネルギーのおかげで、こんなに移動することができるのでしょうか？
そうです！。
熱エネルギー＝運動エネルギーに変わっているからですね！。
今度も応援よろしくお願いします。
中学生や高校生のときに勉強したような気がしますが、かなり忘れてしまっていました↓↓記事を読んで、水って不思議な特性のあるものだったこと思い出しましたぁ！！
hihiサン、コメントありがとうございます。
今回のエントリーの中ではまだ不十分な箇所もあります。
そういうわけで、改めて新しいエントリーの中で扱っていきますので、また応援よろしくお願いします！。
ろしあんぶるぅ～さん、こんにちわ！。
コメントありがとうございます。
僕も改めて、中高時代に戻って再勉強中です！。
また新たな気付きを発信していきたいので、これからも応援よろしくお願いします！。
水って当たり前に存在するものだから、普段あまり状態変化について考えたことがなかったのですが、３つの変化を遂げる水って不思議な存在ですね。
人のからだも６０％は水で出来ていると言われているし、「水」追求してみると面白そうです。
次回も楽しみにしています☆
こんにちは～。
その１も読みましたが、分子がどんな状態なのか？がすっごくよく分かりました～☆
周りの人にも教えてあげようと思います。
次回の記事も楽しみにしています（＾＾）♪
わっしーさん、はじめまして。
読んでくださり、ありがとうございます！。
水という生命にとって、必要不可欠なものを、改めてしっかり知っておくことは大事ですよね！。
今度もみなさんの新たな気付きになれるように、がんばるのでよろしくお願いします！。
さあささん、こんにちわ！。
その１も読んでくださり、ありがとうございます！。
周りの人にも発信してもらえるなんて、本当に嬉しいです！。
これからも、わかりやすく、みんなの役に立つ事実を紹介していきますんで、応援よろしくお願いします！。