없어서는 안 될 물질 물

물의 특성

물은 산소와 수소가 결합한 수소 결합이라고 하는 상당히 강한 분자 사이의 인력을 갖고 있기 때문에 지구상에서 유일하게 고체의 부피가 액체보다 큰 물질입니다. 물은 일반적으로 무색무취라고 하지만 실제로는 아주 미세한 청록색을 띤다고 합니다. 그렇기 때문에 바다와 같이 두꺼운 층을 이루는 물과 얼음이 푸르게 보이는 것입니다.

 

물 분자의 수소 결합으로 인한 특성 중 가장 신기한 것은 고체 상태인 얼음이 액체 상태인 물에 뜬다는 사실입니다. 대부분의 물질은 액체에서 고체로 바뀌면서 부피가 줄어들고 밀도가 커지게 되지만, 물은 고체가 될 때 수소 결합수가 늘어나고 그사이에 공간이 생기면서 부피가 늘어나게 됩니다. 그렇게 되면 얼음의 밀도는 물보다 작아져서 물 위에 뜨게 되는 것입니다.

 

물이 얼음으로 변할 때 수소 결합은 강해지면서 물 분자들이 육각형의 구조를 이루게 되는데 그사이에 공간이 생겨 부피가 10% 정도 증가하게 됩니다. 따라서 밀도가 감소하는 반면 얼음이 녹을 때에는 수소 결합의 일부가 끊겨 빈 곳을 채우므로 물 분자 사이의 간격이 줄어들어 부피가 작아지고 밀도가 커집니다. 그렇기 때문에 강이나 호수가 수면위에서부터 얼어 한겨울에도 호수의 물고기들이 생명을 유지할 수 있게 됩니다.

 

강력한 수소결합으로 이루어진 물 분자 사이의 인력을 끊을 때는 많은 에너지가 필요합니다. 이 때문에 물은 다른 물질에 비해 끓는점이 높으며 비열(온도를 높이기 위해 소비되는 에너지)도 대단히 큰 물질입니다. 따라서 물을 끓이려면 많은 연료를 사용해야 하는 불편함이 있기도 하지만 생물체가 살아가는 데 있어서 중요한 역할을 하기도 합니다. 예를 들어 덥거나 추운 날에도 체온을 일정하게 유지할 수 있는 것은 몸속에 존재하는 물의 비열이 크기 때문입니다. 물은 수심 1m 당 수압 0.1기압이 증가하며, 물의 밀도는 공기의 800배 이상이기 때문에 지상에서 느끼지 못하는 저항도 크게 느끼게 되는 특성이 있습니다.

 

지구는 인체와 마찬가지로 약 70%가 물로 구성되어 있습니다. 태양계 행성 중 유일하게 지구에만 세 가지 형태의 물인 얼음, 액체, 수증기 형태로 존재한다고 합니다. 물은 순환하는 특성을 가지고 있는데, 바닷물이 수증기로 증발하면 공기에 응축된 수증기는 비와 눈으로 다시 내리게 되는 강수 현상이 일어나게 됩니다.

 

자연에서의 물은 일반적으로 민물, 바닷물 두 가지 형태로 나누어지는데 민물에는 호수나 지하수, 강, 우물 등이 있으며 사람과 동물들이 섭취할 수 있어 아주 중요한 물에 속합니다. 바닷물의 경우 평균 3.5%의 염분을 가지고 있어 일반적인 민물의 어는점보다 낮고 밀도가 높아집니다. 바닷물의 염도는 지역에 따라 다르며 강한 증발 작용이 일어나게 되면 염도 또한 변하기도 합니다.

 

물은 우리 일상에 없어서는 안 될 존재로 자리 잡고 있습니다. 화학적으로는 아주 단순한 구조를 가지고 있지만 자연에 미치는 영향은 사람이 감히 가늠할 수 없을 만큼 복잡하게 얽혀 있습니다. 세계 문명의 발달이 수자원이 풍부한 강을 중심으로 발달해 왔던 것을 보면 알 수 있듯이 우리 삶에 밀접하게 없어서는 안 될 존재로 있는 물을 오염시키지 않기 위한 노력이 필요합니다.