たいへんな帯電＿水の極性を調べる

水流そのものや水を蓄えている野菜に帯電しているものを近づけると、引き寄せ合う力が働くことがわかります。これは、野菜に含まれる水分子が極性を持つことと関係しているようです。

「動　画」ペットボトルから水を滴下

「動　画」天井からつるしたネギが塩ビ管の持つ静電気に引き寄せられる。やはり、ストローよりも塩ビ管の方が電気をためやすいようだ。

「解　説」

1. 化学結合における電荷の偏り

原子間の結合において、電子を引きつけようとする傾向を電気陰性度という指標で表します。ポーリングの値をまとめた表がよく知られていますが、例えば、水素は2.1、酸素は3.5、塩素は3.0というように数値化されているものです。この数値に差のある原子間の結合では、結合に関わる共有電子対が数値の大きい原子の方に引き寄せられます。塩化水素の場合なら、水素－塩素間で電子の偏りがあるため、ややプラスとマイナスに荷電する部分が生じるわけです。このように電荷に偏りがあることを極性があるといい、電気陰性度の値の差が大きいほど、極性も強くなります。

2. 水が静電気に引き寄せられる

流水がまるで磁石に引き寄せられるように、流れ落ちるコースが曲がってしまいます。野菜の場合も、水分子に極性があるために起こる現象です。水分子は、構成する酸素原子と２つの水素原子が直角に近い角度(104.5度)で結合し、マイナスの電荷とプラスの電荷が偏る極性分子となっています。外部からどちらか一方に荷電した物体を近づければ、水のそれと逆の極性を持つ部分が引きつけられてしまうことになるのです。しかし、二酸化炭素分子のように、結合間には電気的な偏りがあっても、分子構造によって正負の電荷の中心が打ち消し合ってしまうこともあります。分子の極性の有無を判断する場合は、分子全体の構造を考慮する必要があるわけですね。

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◇著書(単著)：『サクッと！化学実験(dZERO)』『高校教師が教える化学実験室』『実験マニア(亜紀書房)』