물이 압력 상황에 따라 여러의 상결정이 다르게 나타나는 이유가 무엇인가요

Question

물은 같은 온도에 따라서도 압력이 어떠냐에 따라서 물의 성질과 상결정이 각각 다르게 나타난다고 하는데요 이런 이유가 무엇인지 알고 싶습니다

Answer 1

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

물은 온도와 압력에 따라 고체, 액체, 기체의 상태를 가지게 됩니다.

특히나 고체의 경우가 타 기체와 틀린 독특한 형태를 가지는데 액체에서 고체 상태가 되었을 때 부피가 더 커진다는 점 입니다.

이유는 내부 물의 분자 구조 때문입니다. 분자간의 힘은 사실 안정된 분자상태이기에 상대적으로 크지 않습니다. 하지만 수소두개와 산소 하나로 구성되어 있는 물의 경우는 산소쪽으로 수소를 끌어당기는 힘이 강해 굽은 형태로 분자를 구성하고 있습니다.

그렇다보니 외부로 극성을 크게 띄기에 수소 결합이라는 독특한 분자간의 힘을 자랑합니다. 그래서 액체 상태에서 고체상태로 될때 분자간의 구조가 가까워지다가 어느 지점에서 서로 육각형 모양을 이루면서 더이상 가까워지 않으며 오히려 액체일때보다 밀도가 낮아지게 되고 부피가 커지게 되어 물위에 뜰수 있게 되는 것 입니다.

이러한 수소결합 때문에 물의 독특한 특성이 나타나는 것 입니다.