UA-119493607-1 水の極性 | らくらく理科教室
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水流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。これは水分子が極性を持つことと関係しています。

「動 画」ペットボトルから水を滴下。


「動画2」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。

実験プリント版

「実験テーマ」水の極性を調べる

「サブテーマ」たいへんな帯電!

「学習項目」①電気陰性度 ②極性分子

「準備物」「操作手順」WEB非公開

「注意事項」

  1. ペットボトルから、細長い水流が観察できるように、キャップの穴の大きさを加減する。
  2. 液体の流れる量は、ガムテープのはがし方で工夫することもできる。

「画 像」水流が大きく曲がる・キュウリやバナナなど、長めの野菜がモーメントの関係で演示しやすい。

 

「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ます。電気陰性度の値の差が大きいほど…

…省略…

  1. 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…

…省略…

「演習問題」

  1. 水分子を構成する原子の電気陰性度を調べ、次の指示に従いなさい。

(1)水分子が極性分子であることを図説しなさい。

(2)水素結合とは何か、水分子を例に図説しなさい。

  1. 適語を記入しなさい。

(1)水は(  )性分子であり、分子間で引き合う力が強いために、融解や蒸発の際に大きなエネルギーを必要とする。したがって、他の酸素の同族水素化物(硫化水素など)と比較して、融点や沸点が極端に(  )くなる。

(2)特に液体において、極性を持つ分子は極性を持(  )分子とよく混ざるが、無極性分子とは混じりにくい。

(3)塩化水素やアンモニアは(   )性分子である。

(4)二酸化炭素の構成原子である炭素Cと酸素O間には電気陰性度に差があるので電荷の偏りは存在する。しかし、原子が直線形に並ぶため、電荷が打ち消し合い、分子全体として(    )となる。

◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の3書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。


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