안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
바닷물에서 물만 증발하고 소금이 남는 현상은 물질을 구성하는 입자들 사이에 작용하는 인력의 크기 차이로 설명할 수 있습니다. 바닷물 속에서 염화나트륨은 양이온인 나트륨 이온과 음이온인 염화 이온으로 분리되어 있으며, 이 이온들은 극성을 띤 물 분자들과 이온-쌍극자 인력이라는 비교적 강한 힘으로 결합하여 녹아 있습니다.
여기에 햇볕과 바람을 통해 에너지가 공급되면 바닷물 속 입자들의 운동 에너지가 활발해집니다. 이때 물 분자들끼리 서로 끌어당기는 수소 결합이나 물 분자가 이온을 붙잡고 있는 이온-쌍극자 인력은 태양열과 바람에 의해 쉽게 끊어질 수 있을 만큼 상대적으로 약합니다. 따라서 물 분자들은 이 결합을 끊고 기화하여 공기 중으로 날아가게 됩니다.
반면, 나트륨 이온과 염화 이온 사이에 작용하는 이온 결합력은 양전하와 음전하 사이의 강력한 정전기적 인력입니다. 이 힘은 물 분자 사이의 인력보다 비교할 수 없이 강력하기 때문에, 자연 상태의 햇볕과 바람이 주는 에너지 수준으로는 절대 끊을 수 없습니다. 결국 물 분자들이 모두 증발하면서 이온들을 둘러싸고 있던 수화 껍질이 사라지게 되고, 남겨진 나트륨 이온과 염화 이온들은 강력한 이온 결합력에 의해 서로를 단단하게 끌어당기며 규칙적인 입방체 구조의 소금 결정으로 번듯하게 가라앉게 됩니다.