水は化合物ですか、それとも元素ですか?

ドーリング・キンダースリー/ゲッティイメージズ

水は私たちの惑星のいたるところにあり、それが私たちが有機的な生命を持っている理由です.それは私たちの山を形作り、海を切り開き、天候を動かします。水は基本的な要素の 1 つに違いないと考えるのは当然です。しかし実際には、水は化合物です。

化合物および分子としての水

あ 化合物 2つ以上の場合は常にフォーム 原子 互いに化学結合を形成します。の 水の化学式 Hは₂O は、水の各分子が 1 つの酸素原子で構成されていることを意味します。 化学結合 2つの水素原子に。したがって、水は化合物です。また、 分子 、互いに化学結合した 2 つ以上の原子によって形成される任意の化学種です。 「分子」と「化合物」という用語は同じ意味であり、同じ意味で使用できます。

分子と化合物の定義が常に明確であるとは限らないため、混乱が生じることがあります。過去に、いくつかの学校では、分子は結合した原子で構成されていると教えていました。 共有結合 化学結合、化合物は イオン性 債券。水中の水素原子と酸素原子は共有結合しているため、これらの古い定義では、水は分子ですが、化合物ではありません。化合物の例は、食塩、NaCl です。しかし、科学者が化学結合をよりよく理解するようになるにつれて、イオン結合と共有結合の間の線はあいまいになりました.また、いくつかの分子は、さまざまな原子間にイオン結合と共有結合の両方を含んでいます。

要約すると、化合物の現代的な定義は、少なくとも 2 つの異なるタイプの原子からなる分子のタイプです。この定義によれば、水は分子であると同時に化合物でもあります。酸素ガス (O₂) とオゾン (O₃）、たとえば、化合物ではなく分子である物質です。

水が元素ではない理由

人類が原子や分子について知る前は、水は元素と見なされていました。他の要素には、土、空気、火、そして時には金属、木、または精神が含まれていました。伝統的な意味では、水を要素と見なすこともできますが、科学的な定義によると、要素としての資格はありません。要素とは、1 種類の原子のみからなる物質です。水は 2 種類の原子で構成されています。 水素 と 空気 .

水はいかにユニークか

水は地球上のどこにでもありますが、原子間の化学結合の性質から、水は非常に珍しい化合物です。その奇抜さのいくつかを次に示します。

• 水は固体状態よりも液体状態の方が密度が高いため、氷が液体の水に浮くことができます。
• 水は、その分子量に基づいて異常に高い沸点を持っています。
• 水は非常に多くの物質を溶解する驚くべき能力があるため、「万能溶媒」と呼ばれることがよくあります。

これらの異常な特性は、地球上の生命の発達と、地球表面の風化と浸食に大きな影響を与えてきました。水が豊富ではない他の惑星は、非常に異なる自然史を持っています。