물 분자와 산소분자가 섞일 수 있는 이유. 반데르발스 힘을 중심으로

Question

질문을 통해 반데르발스 힘에 대하여 알게 되었는데, 물 분자는 극성, 산소분자는 무극성으로 서로 섞이지 않아야 하는데, 물 속에는 실제로 산소가 존재하잖아요? 그래서 질문을 통해 물 분자와 산소분자 사이의 약한 반데르발스 힘에 의하여 물 속에 산소가 포함되어 있다라는 답변을 얻었어요. 그런데 위의 예시에서 반데르발스 힘이 작용하는 원리에 대하여 배우고 싶습니다

Answer 1

안녕하세요.

반데르발스 힘은 물과 산소 분자 사이의 약한 상호작용을 가능하게 하며, 이를 통해 산소가 물에 용해됩니다. 이 과정은 화학적으로 복잡하게 들릴 수 있지만, 기본적으로는 분자 간의 약한 전기적 상호작용을 통해 이루어집니다. 이러한 상호작용은 생물학적 과정에서 중요한 역할을 하며, 물 속의 산소는 수생 생물의 호흡에 필수적입니다.

Answer 2

안녕하세요. 박정은 전문가입니다.

물 분자와 산소 분자가 섞일 수 있는 이유는 약한 반데르발스 힘 때문입니다. 물(H₂O)은 극성 분자이고 산소(O₂)는 무극성 분자이지만, 반데르발스 힘은 두 분자 간의 약한 상호작용을 통해 산소가 물 속에 존재하게 합니다.

반데르발스 힘에는 런던 분산력, 디바이 힘, 그리고 케슬 힘이 있습니다. 이 중에서 물과 산소 사이에는 런던 분산력과 디바이 힘이 주로 작용합니다. 런던 분산력은 모든 분자 간에 작용하며, 순간적인 전하 분포의 변동에 의해 발생합니다. 디바이 힘은 극성 분자인 물이 무극성 분자인 산소에 순간적인 쌍극자를 유도하여 발생하는 힘입니다. 이러한 약한 인력들이 물 속에 산소가 녹아 있을 수 있게 합니다.