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산소(O2) 분자의 크기
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- 23-11-15
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원자의 크기를 나타내는 데는 반데르발스 반경(Van der Waals radius) 을 많이 사용한다.
가장작은 원소인 수소원자의 반경에 근접하는 0.1 nm 를 1 Å (Ångström) 옹스론이라고 하며,
분자간의 거리등에 유용하게 사용한다.
수소원자의 반경은 0.12nm (1 Å)이다.
산소(O)원자의 반경은 0.14nm 이다.
물분자(H2O)의 크기는 0.38nm 이다.
산소(O2)분자 의 크기(직경) 는 약 0.6nm 정도이다.
원자의 크기를 나타내는 데는 반데르발스 반경(Van der Waals radius) 을 많이 사용합니다.
분자성 결정을 살펴보면, 구성단위인 각 분자의 원자가 일정 반경의 공처럼 충전되어 있습니다.
이 공의 반경을 반데르발스 반지름이라고 하며, 이는 화학결합을 하지 않을 때의 원자의 크기를 나타내는 것이라고 생각할 수 있습니다.
물분자H2O는 산소원자O와 2개의 수소원자H가 공유결합으로 연결되고 O-H 결합의 거리는 0. 957Å, 각도H-O-H는 104.5Å입니다.
산소원자를 정사면체의 중심에 두었을 때 O-H 결합은 이 산소원자에서 정사면체의 거의 꼭지점 방향으로 뻗어 있습니다. 중심과 정점의 거리, 즉 O와 H의 거리는 0. 957Å이 됩니다.
또 2개의 O-H 결합이 만드는 각도는 104.5°로 기하학적인 정사면체의 중심각 109.5°로 매우 가까운 값입니다. 정사면체의 나머지 2개의 꼭지점에는 산소원자의 2개의 비공유전자쌍 (고립전자쌍:전자가 2개 쌍이 되어 다른 원자와의 결합성을 잃은 것) 이 배향하고 있습니다.
흔히들 주전자 등으로 물을 끓였을 때 하얗게 보이는 것이 증기라고 생각하시는데, 흰 것은 증기가 아닌 김으로, 무색 투명한 증기가 식혀져 물(액체)의 작은 미립자가 되고 있는 상태입니다.
증기란, 액체또는 고체 상태에서 증발및 승화를 하여 기체가 된 상태를 말하며, 물의 증기화 상태를 수증기라고 합니다.
수증기의 특성상 물의 기체 증기는 개별 물 분자가 자유롭게 움직일 수 있는 상태로 되어 있어, 물분자가 단체로 공간을 심하게 돌아다니며 (열운동하고) 있습니다. 즉, 크기로는 물분자 1개가 부유하고 있기 때문에 물 분자 1 개분의 크기 약 0.38 nm(나노미터)의 크기입니다. 물분자는 nm이하의 크기여서 전혀 눈에 보이지 않습니다. ( 사람 눈에 보이는 크기 : 70um 이상 )
일반적인 증기사우나(스팀) 사우나는 증기온도가 높기 때문에 증기의 배출구에서 나올 때는 김이 되어 버립니다. 공인된 크기범위는 아니지만 일반적으로, 김이라고 표현되는 물증기의 미립자들이 공기중에서 응축되어 보여지는 입자의 크기는 10-100μm(마이크로미터)로 알려져 있습니다.（ 1 μm = 1000nm ）
즉, 사우나에서는 증기를 보내고 있다기보다는 김을 보내고 있는 것과 같아서, 비교적 높은 온도를 유지하는 증기식 스파 사우나의 경우 실내는 하얗게 아무것도 보이지 않는 상태가 되어 있습니다.
증기 배출구의 온도가 높기 때문에 실내는 깨끗한 상태입니다.
그러나, 문을 열어 냉기가 침입하거나, 열이 많이 빠져나가는 곳이 있으면, 증기가 공기 중에 결로되어 하얗게 흐려지는 경우가 있으므로, 김이 가시적으로 보이게 됩니다.
[출처] 산소(O2) 분자의 크기: 약 0.6nm ( 6 Å)|작성자 오창교역 김팀장
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