静岡ラーメン放浪記

　水の神秘

　地球は「水の惑星」として有名です。
水はどこにでもあるありふれた物質なんですが、実はかなり特殊なものなんですね。
もしも地球に水が存在しなかったら、全ての生物は生まれてこなかったかもしれません。

　水というのは化学式「Ｈ2Ｏ」からも分かるように、酸素原子と二つの水素原子が結合したものです。
原子間の結合は「共有結合」といいます。
水素と酸素がお互いに一つの電子を出して、共有することによって結びつくのです。
ところが、酸素原子の方が圧倒的に引き寄せる力が強い。
よって共有すべき、マイナスの電荷を帯びた２つの電子は、酸素原子の方に引き寄せられる事になります。

　結果的に一つの水分子の中で、酸素がマイナス、水素がプラスという状態になります。
これを「極性分子」といいます。
普通の分子とどう違うかというと、プラスとマイナスが引きつけ合う、静電気力が働きます。
一つの分子のマイナスを帯びた酸素と、別の分子のプラスを帯びた水素が引きつけ合います。
これを「水素結合」といいますが、これによって液体の水は巨大な分子となっているのです。

　水の分子量は１８、たったの１８です。
空気の主成分である窒素は２８、酸素は３２、アルゴンは４０といずれも水より大きい値です。
同じ極性分子であるアンモニア（分子量１７）は常温で気体ですが、水の沸点は１００度。
これはいかに水素結合が強いかを示しています。

　水素結合の強さにより、水の比熱は異常に大きい値を示します。
つまり水は「暖まりにくく、冷めにくい」のです。
地球上に大量の水が存在することによって、地球の温度は余り変化しないように調整されているのですね。
これには蒸発熱や凝固熱の大きさもかかわっています。
温められた水は、蒸発熱を奪って水蒸気となり上空に移動して雲となる。
冷やされた水は、凝固熱を発して氷となる。
いずれも熱の出入りを行って、極端な温度変化を防いでいる事になります。

　そう言えば、水は固体になると体積が増えます。
これも珍しい性質で、通常の物質は固体では結晶になるので、液体よりもぎっしり詰まった形態を取ります。
ところが、水は液体の方がぎっしりと詰まっているのですね。
水素結合の方が、分子間力よりも強力だということです。
これも大切な性質なのです。なぜかというと、もしも氷の方が重かったら、氷はみな海の底に沈んでしまいますね。
海底の生物は、みな死に絶えてしまうというわけです。
　水というものは、本当に不思議な物体だと思いますね。