1. 물의 구조

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성백길 - wildfire

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1. 물의 구조

A.물은 수소 두 원자와 산소 한 원자로 이루어져 만들어졌다.
산소를 가운데 두고 양쪽에 수소가 결합한 모양인데 “ㅡ”자형으로 존재하는게 아니라 “ㅅ”자 모양으로 존재한다. 다시 말해서 산소를 중심으로 양쪽에 결합한 수소사이에는 180° 로 벌어진 구조가 아니라 105°로 벌어진 구조이다. 이것도 평면에서 그런게 아니라 3차원 공간에서 이루어진 구조인데 그렇게 된 이유를 간단히 설명하겠다. 물의 구조를 이해하기 위해서는 3차원 공간의 피라미드 구조를 떠 올리면 된다. 산소는 피라미드 구조의 정가운데 중심에 존재하고 피라미드의 꼭지점에 있는 4개의 뿔중에 2개의 뿔에는 각각 수소원자가 있고 나머지 2개의 뿔에는 산소의 전자가 존재한다. 그런데 이 전자가 서로 반발하여 수소원자의 음전자를 밀어 내면서 두 수소 원자 사이를 180°가 아닌 105°로 분포하게 만들었다. 아래의 구조를 보면 이해가 빠를 것이다.

그림 1. 물의 3차원적 구조
물은 가운데 산소를 중심으로 두개의 수소가 105°의 간격으로 떨어져 있다. 산소 주위에 있는 전자들이 수소의 전자를 밀친 구조인데이로 인해 물분자는한쪽은 음성을 띄고 다른 쪽은 양성을 띄어 서로 다른 물분자와의결합을 아주 쉽게 한다.

B. 비대칭 극성 공유결합과 수소 결합
물같이 구조적으로 대칭적이지 않고 또 한개의 물분자가 양성/음성의 두가지 서로 다른 성격을 띄고 있는걸 비대칭 극성 공유결합이라고 한다. 한분자내의 물에서 두 수소 원자가 산소를 중심으로 평행이 아니라 중심각이 105°로 벌어져 있다는 화학적 구조는 환경/생물학적으로 굉장한 의미를 지닌다. 바로 그 성질 때문에 자연계의 질서가 물의 성질에 의해 이루져 있다고 해도 과언이 아니다. 그 성질을 이용하여 주위에서 그리고 생체내에서 일어나는 많은 현상들을 해석할수 있다. 하나하나씩 설명해 나가고자 한다.
일단, 물분자에서 수소가 산소를 중심으로 양쪽 끝에 존재하지 않고 약간 한쪽으로 기울어져 있다는 사실은 물분자 자체가 비극성이 아닌 극성이라는 존재다. 다시 말해서 한쪽은 양(陽,+)극성을 띄고 다른 한 쪽은 음(陰,-)극성을 띈다. 이 사실은 물들로 하여금 서로 서로 잡아 끌어 당기는 역할을 한다. 다시 말해서 양성부위는 다른 물의 음성부위와 결합하는데 이를 수소결합이라고 한다. 이 수소 결합은 물 분자내의 결합이 아니라 물분자끼리의 결합이다. 다시 말해 물분자가 서로서로 따로 노는게 아니라 주위의 물분자가 서로서로 주거니 받거니 해서 같이 결합해 존재한다는 것이다.

이를 인간사회에도 적용할수 있겠다. 사람들은 공장에서 물건을 찍어 내듯이 개성이나 성격이나 능력이 똑같지 않다. 사람이 서로 다르다는 것은 한사람은 다른 사람이 가지지 못한 장점을 가지고 있지만 또 단점도 가지고 있는 법이다. 사회 전체적으로 보자면 여러 사람이 모여 하나의 사회를 이루는데 구체적으로는 나의 장점으로 남의 단점을 채워 주고 나의 부족을 다른 사람의 능력으로 채워 주는 걸 물의 결합을 통해서 배울수 있겠다. 이렇게 해야 혼자 있을 때보다 서로 모여서 상승작용을 할수 있다는 것이겠다. 하지만 세상의 현실은 나하고는 다르다는 이유만으로 주위의 사람들을 배척하는게 훨씬 많은게 인간사회이다. 우리가 물이 어떻게 존재하는지를 배우기만 해도 우리가 서로 서로 어떻게 해야 할지를 알수 있을 거 같다.

그림 2. 물분자의 모양
가운데 산소원자를 중심으로양쪽의 수소는 공간에서 105°벌어진 상태로 존재하여 물분자 하나는 양성과 음성을 동시에 띄는 구조이다.

그림 3. 물분자 끼리의 결합 모습
양극성, 음극성의두가지 서로 다른 성질을 띄는 물분자는주위의 다른 물분자와양극성, 음극성을 교환하여결합을 한 상태로 존재하는데이를 수소결합이라한다. 이 수소 결합은 물분자가 서로 서로 결합하여떨어지는걸어렵게 하는 역할을 한다

작성자 : Wildfire

2011-12-16 04:08

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