응집력
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1. 개요
응집력은 동일한 종류의 분자 간에 작용하는 인력으로, 분자 간의 쿨롱 힘에 의해 발생한다. 물 분자는 수소 결합으로 인해 강한 응집력을 가지며, 메탄과 같은 무극성 분자는 반데르발스 힘으로 인해 약한 응집력을 보인다. 응집력은 응착력과 함께 표면 장력, 모세관 현상, 메니스커스를 설명하는 데 기여한다. 수은은 높은 응집력과 낮은 응착력으로 인해 유리 표면에 퍼지지 않고 굴러가는 특징을 보인다.
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| 응집력 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 응집력(cohesion)은 유사한 분자들끼리 서로 끌어당기는 분자간력의 일종이다. |
| 설명 | 액체는 응집력으로 인해 표면적을 최소화하려는 성질을 가지며, 표면 장력을 나타낸다. |
| 응집력의 예시 | 물방울이 둥근 형태를 유지하는 현상 액체의 모세관 현상 액체의 점성 |
| 액체의 응집력 | |
| 특징 | 액체 분자들은 서로 끌어당기면서 표면적을 최소화하려는 경향이 있다. |
| 표면 장력 | 응집력은 액체의 표면 장력을 발생시키는 주요 원인이다. |
| 모세관 현상 | 응집력은 액체가 좁은 관을 타고 올라가는 모세관 현상에도 영향을 미친다. |
| 응집력과 관련된 다른 힘 | |
| 부착력 (Adhesion) | 서로 다른 분자들 사이의 인력. 응집력과는 대조적인 개념이다. |
| 분자간력 (Intermolecular force) | 분자들 사이의 작용하는 힘. 응집력은 분자간력의 한 종류이다. |
2. 응집력의 원리
예를 들어 물은 각각의 분자가 다른 분자와 사면체의 구조로 4개의 수소 결합을 하기 때문에 강력한 응집력을 가지고 있다. 이것은 분자들 사이에 비교적 강한 쿨롱 힘을 만들어 낸다. 간단히 말하자면, 물분자의 극성은 서로를 향하여 끌어당기게 한다. 이 물 분자의 극성은 산소원자의 산성 때문이며, 산소는 수소 원자보다 더 산성을 띄므로 공유결합을 통해 공유하는 전자는 산소보다 수소에 더 가깝다. 이것을 극성 공유 결합이라고 부르고 원자 사이의 공유 결합이 서로 반대편에 위치하게 된다.[3] 물 분자의 경우를 생각해 본다면 수소 원자는 염기성을 띠고 있는 반면에 산소는 산성을 띤다. 분자 내에서의 이 전하 분극은 강력한 수소 결합을 통하여 인접한 분자와 정렬할 수 있게 한다. 그러나 메탄과 같은 반데르발스 가스는 무극성 분자에 의해 유도되어 작용된 반데르발스 힘 때문에 약한 응집력을 가진다.
응집력은 응착력과 함께 메니스커스나 표면장력, 모세관 현상을 설명하는 것을 돕는다.
유리플라스크에 있는 수은은 응집력과 응착력 사이의 비율 효과의 좋은 예시이다. 이것의 높은 응집력과 유리에 대한 낮은 응착력으로 수은은 플라스크 쪽으로 퍼져나가지 않는다.[4] 수은은 다른 액체나 물과 다르게 유리를 적시지 않을 것이고, 만약 유리가 기울어져있다면, 수은은 굴러 갈 것이다.
2. 1. 분자 간 상호작용
예를 들어 물은 각각의 분자가 다른 분자와 사면체의 구조로 4개의 수소 결합을 하기 때문에 강력한 응집력을 가지고 있다. 이것은 분자들 사이에 비교적 강한 쿨롱 힘을 만들어 낸다. 간단히 말하자면, 물분자의 극성은 서로를 향하여 끌어당기게 한다. 이 물 분자의 극성은 산소원자의 산성 때문이며, 산소는 수소 원자보다 더 산성을 띄므로 공유결합을 통해 공유하는 전자는 산소보다 수소에 더 가깝다. 이것을 극성 공유 결합이라고 부르고 원자 사이의 공유 결합이 서로 반대편에 위치하게 된다.[3] 물 분자의 경우를 생각해 본다면 수소 원자는 염기성을 띠고 있는 반면에 산소는 산성을 띤다. 분자 내에서의 이 전하 분극은 강력한 수소 결합을 통하여 인접한 분자와 정렬할 수 있게 한다. 그러나 메탄과 같은 반데르발스 가스는 무극성 분자에 의해 유도되어 작용된 반데르발스 힘 때문에 약한 응집력을 가진다.응집력은 응착력과 함께 메니스커스나 표면장력, 모세관 현상을 설명하는 것을 돕는다.
유리플라스크에 있는 수은은 응집력과 응착력 사이의 비율 효과의 좋은 예시이다. 이것의 높은 응집력과 유리에 대한 낮은 응착력으로 수은은 플라스크 쪽으로 퍼져나가지 않는다.[4] 수은은 다른 액체나 물과 다르게 유리를 적시지 않을 것이고, 만약 유리가 기울어져있다면, 수은은 굴러 갈 것이다.
2. 1. 1. 수소 결합
물은 각각의 분자가 다른 분자와 사면체의 구조로 4개의 수소결합을 하기 때문에 강력한 응집력을 가지고 있다. 이것은 분자들 사이에 비교적 강한 쿨롱 힘을 만들어 낸다. 간단히 말하자면, 물분자의 극성은 서로를 향하여 끌어당기게 한다. 이 물 분자의 극성은 산소원자의 산성 때문이며, 산소는 수소 원자보다 더 산성을 띄므로 공유결합을 통해 공유하는 전자는 산소보다 수소에 더 가깝다. 이것을 극성 공유 결합이라고 부르고 원자 사이의 공유 결합이 서로 반대편에 위치하게 된다.[3] 물 분자의 경우를 생각해 본다면 수소 원자는 염기성을 띠고 있는 반면에 산소는 산성을 띤다. 분자 내에서의 이 전하 분극은 강력한 수소 결합을 통하여 인접한 분자와 정렬할 수 있게 한다. 그러나 메탄과 같은 반데르발스 가스는 무극성 분자에 의해 유도되어 작용된 반데르발스 힘 때문에 약한 응집력을 가진다.2. 1. 2. 반데르발스 힘
예를 들어서 물은 각각의 분자가 다른 분자와 사면체의 구조로 4개의 수소결합을 하기 때문에 강력한 응집력을 가지고 있다. 이것은 분자들 사이에 비교적 강한 쿨롱 힘을 만들어 낸다. 간단히 말하자면, 물분자의 극성은 서로를 향하여 끌어당기게 한다. 이 물 분자의 극성은 산소원자의 산성 때문이며, 산소는 수소 원자보다 더 산성을 띄므로 공유결합을 통해 공유하는 전자는 산소보다 수소에 더 가깝다. 이것을 극성 공유 결합이라고 부르고 원자 사이의 공유 결합이 서로 반대편에 위치하게 된다.[3] 물 분자의 경우를 생각해 본다면 수소 원자는 염기성을 띠고 있는 반면에 산소는 산성을 띤다. 분자 내에서의 이 전하 분극은 강력한 수소 결합을 통하여 인접한 분자와 정렬할 수 있게 한다. 그러나 메탄과 같은 반데르발스 가스는 무극성 분자에 의해 유도되어 작용된 반데르발스 힘 때문에 약한 응집력을 가진다.2. 2. 극성과 무극성
물 분자는 각각의 분자가 다른 분자와 사면체 구조로 4개의 수소 결합을 하기 때문에 강력한 응집력을 갖는다.[3] 물 분자의 극성은 산소 원자의 산성 때문에 발생하며, 산소는 수소 원자보다 더 산성을 띠므로 공유 결합을 통해 공유하는 전자는 산소 쪽에 더 가깝게 위치한다. 이러한 전하 분극은 인접한 분자와 강력한 수소 결합을 통해 정렬할 수 있게 한다. 반면, 메테인과 같은 반데르발스 가스는 무극성 분자에 의해 유도된 반데르발스 힘 때문에 약한 응집력을 가진다.수은은 높은 응집력과 유리에 대한 낮은 응착력을 가지므로 유리 플라스크에 담았을 때 유리 표면에 퍼지지 않는다.[4] 수은은 다른 액체와 달리 유리를 적시지 않으며, 유리가 기울어져 있으면 굴러간다.
3. 응집력과 관련된 현상
3. 1. 표면 장력
3. 2. 모세관 현상
3. 3. 메니스커스
4. 응집력의 예시: 수은
참조
[1]
서적
Biology
[2]
서적
Common science
https://books.google[...]
[3]
서적
Biology
[4]
서적
Common science
http://books.google.[...]
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