水の不思議

　水素結合によって、あらゆる生命現象が生まれた

　以前書いた沖大幹氏（東大教授）「水の未来」は、水についてのマクロの話であった。こんどはなぜ水がそのような現象を起こすのか、ミクロの話である。

　水の分子（H2O）は、水素原子の－電子がひとつ、酸素原子との間で共有されている。そのため水素原子で、酸素原子とくっついていない反対側は、プラスの電荷となる。酸素原子の、水素原子とくっついていない方はマイナスの電荷となる。
　そのため、水は分子自身が＋と－の極性を持つことになる。この分子同士が惹かれあい、結合し集合している。この分子同士の結合を「水素結合」という。

　
　この水素結合は、水の特異な性質を生み出している。
　例えば、水の比熱は他の物質に比べ異常に大きく、沸点と融点がきわめて高い。分子間結合のおかげで、分子がすぐ動き出さないからである。

　つまり水素結合がなければ、常温で水は気体である。生物はみな干からびてしまう。
　高い比熱は恒温動物の温度変化を和らげ、常温で体液の役割を果たしてくれる。
　さらに、水素結合によって表面張力がうまれるため、毛管現象によって体内の血液をいきわたらせ、木々の先端まで水が到達する。


　また、常圧での水の固体（氷）は液体の場合より分子間の隙間が大きい。そのため、氷は水に浮く。比重は4℃のとき最大になる。

　たとえば、気温が低下した時には湖の表面だけが凍って、その近くの4℃の水は、湖の底に沈む。つまり表面は氷でふたをして、冷たい部分は底に溜まる。中間で魚のいるところは、ある程度一定の温度に保たれる。もちろん、オットセイや北極クマが氷の上で生きられるのも、その水の性質のおかげである。

　すなわち、これら水の特異な性質のおかげで、われわれ生命体が存在することができるのである。