水の沸点は100度なのに常温で蒸発する不思議

生き物が生きていく上で必要な「水」は、あまりにも身近過ぎる存在のため、水についてじっくりと考える機会は意外と少ないものです。しかし、誰もが当たり前の存在に感じる水について、まったく解明されていない代表的な5つのものをまとめるとこうなります。

◆1：いくつも種類がある「氷」

水が凍ると「氷」となるのは誰もが知るところ。このような固体状態の水である氷は、極めてめずらしいことに、液体状態よりも体積が増加することが知られています。これは水素結合という原子同士の特殊な結合を原因とするもので、水はセ氏4度(以下、温度はすべてセ氏で表記)の時に最も体積が小さくなる(＝密度が高くなる)事が知られています。

しかし、「水の固体状態の氷が1種類ではない」ということは学校では教わらず、知らない人も多いはずです。
現在、知られているだけでも氷は17種類あり、一般的に私たちが氷と呼んでいる「Ih」以外にも自然状態でごく微量の「Ic」が存在することや、その他にも高圧下の宇宙にのみ存在し得る15種類の氷が見つかっています。

水素結合が整っていて密度の低い「一般的な」氷の状態(右)から圧力を加えて最密充填構造の限界に到達するまでに、氷はさまざまな形状をとると考えられており、今後、既知の17種類以外の状態の氷が発見されるかもしれません。

◆2：水の蒸発メカニズム

物質が液体から気体へと変化することは「気化(蒸発)」と呼ばれており、水が蒸発して水蒸気になることも気化によるものです。
この水が蒸発する割合は、大気の雲の発生に大きく影響するので気象を予測するのに非常に重要なものの一つとなっています。

しかし、水が蒸発するメカニズムについてはいまだに完全には理解されていません。水に塩を加えると表面張力が上がり、表面張力波が抑制されるため理論上は蒸発率は下がるはずなのに、実験ではほとんど蒸発率に変化が見られないなど、蒸発メカニズムは解明されていないとのこと。

◆3：水の表面は酸性か塩基性か

ナイアガラの滝が作る霧にはマイナスイオンが含まれていることが知られています。ナイアガラの滝に限らず多くの滝でマイナスイオンが出ているのは、水の表面に水酸化物イオンが蓄積しているからで、液面のPHは7より大きな塩基性であると考えられてきました。

しかし、近年の実験やシミュレーションでは実際には液体の水の表面には水酸化物イオンよりも水素イオンが多く、PHは7未満すなわち酸性であることが分かっています。

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http://gigazine.net/news/20150615-five-things-about-water/