설탕과 물 분자 사이의 수소 결합은 설탕 용액을 '끈적 끈적'으로 만듭니다. 광범위한 H- 결합은 용액의 응집력과 접착력을 증가시켜 끈적 끈적 함을 초래합니다.
설탕 시럽, 메이플 시럽, 꿀, 솜사탕…이 달콤한 진미에는 두 가지 공통점이 있습니다. 하나는 설탕의 모든 제품이 물에 녹고, 둘은 모두 끈적 끈적합니다!
설탕 자체는 단지 달콤한 크리스탈 일 뿐이며 물도 끈적 거리지 않으므로 왜 물과 설탕이 결합 될 때 끈적 끈적한 끈적 끈적한 엉망이 되나요?
이러한 겉보기에 평범한 물질이 어떻게 혼합 될 때 완전히 변형되는지 알기 위해서는 분자 구조에 깊이 빠져야합니다.
설탕 용액은 끈적 끈적합니다!
설탕과 물을 자세히 살펴보십시오
설탕의 구조
‘설탕’은 많은 다른 탄수화물을 설명하는 데 사용되는 우산 용어이지만, 현재로서는이 용어를 사용하여 우리 자신의 '테이블 설탕', 일명‘수 크로스’를 참조하십시오.
.수 크로스는 탄소, 수소 및 산소 원자로 만들어 졌기 때문에 탄수화물이라고 불리는 분자에 속합니다. 12 개의 탄소, 22 수소 및 11 개의 산소 원자로 구성되므로 화학식 C12H22O11 .
수 크로스 (C12H22O11
자당은‘ 이당류 로 간주됩니다 ‘두 개의 단당류 (간단한 설탕)를 결합하여 형성되기 때문에 - 포도당 및 과당 .
glycosidic 연결을 통한 포도당 및 과당 결합을 통해 자당을 형성합니다 (사진 신용 :Ali DM/Shutterstock)
물 분자
물 (H2O)은 우리 모두가 친숙한 분자입니다. 그것은 산소 원자에 공유 결합 된 2 개의 수소 원자로 구성됩니다. 물은 간단한 분자처럼 보이지만 물리적 및 화학적 특성은 매우 복잡합니다.
물 분자
두 구조를 비교하면 물과 설탕이 공통점이 있음을 알 수 있습니다. 둘 다 o-h 결합 를 가지고 있습니다 그리고 두 분자는 공유 결합 에 의해 형성됩니다. .
이것들은 설탕 용액의 끈적 끈적 함을 초래하는 주요 요인입니다. 공유 O-H 결합은 '수소 결합', 에 참여합니다. 설탕은 우리가 목격하고 혜택을받는 모든 놀라운 속성을 제공합니다.
공유 대 이온 분자
모든 원자의 궁극적 인 목표는 완전히 채워진 원자가 쉘을함으로써 얻은 안정성을 얻는 것입니다. 이 전자 구성을 달성하기 위해, 원자는 다른 접근법을 취합니다.
- 이온 결합 :이 결합은 전자의 전달에 의해 형성됩니다 원자 사이. 그것은 당신의 연필을 가지고 있지 않은 친구에게 여분의 연필을주는 것과 같습니다. 일부 원자는 추가 전자를 다른 원자에 기증하는데, 이는 안정성을 얻기 위해 이들을 수용하여 이온 성 분자, 예를 들어 염;
이온 성 대 공유 결합 (사진 신용 :Designua/Shutterstock)
- 공유 결합 :이 결합은 전자 공유 에 의해 형성됩니다. 원자 사이. 이 경우, 2 개의 결합 원자는 한 쌍의 전자를 공유하며, 이는 공유 분자, 예를 들어 설탕과 물의 형성을 초래합니다. .
공유 결합에서 전자 공유
이온 성 및 공유 분자는 물에서 다르게 행동합니다 :
물에 설탕 대 소금 (사진 신용 :Osweetnature/Shutterstock)
설탕과 같은 공유 분자는 물에 용해 될 때 분자로 남아있는 반면, 이온 성 분자는 각각의 이온에 분리됩니다.
수소 결합이란 무엇입니까?
공유 결합에서, 전자는 원자 사이에서 동일하게 공유되지 않습니다. 본딩은 강한 사람이 승리하는 전쟁의 줄다리기와 유사합니다. 산소, 질소 및 불소와 같은 일부 원자 이는 전자를 그들에게 더 가깝게 당길 수있는 힘이 있음을 의미합니다. 결과적으로, 본드에서 한쪽 끝은 다른 쪽 끝보다 더 부정적입니다.
불소와 수소 사이의 극성 공유 결합 (사진 크레디트 :AIYOSHI597/SHUTTERSTOCK)
산소는 3.44 인 반면 수소의 산소는 2.20입니다. 따라서, 산소는 전자 쌍을 더 강하게 당기는 것을 가해집니다. 따라서, O-H 결합에서, 산소는 부분 음전하를 가지며 수소는 부분 양성 전하를 갖는다. 한 분자의 부분적으로 양성 H 원자는 다른 분자의 부분적으로 음의 O 원자를 정전기 적으로 끌어들일 수 있습니다.
수소 원자 (부분 양전하)와 O, N 또는 F와 같은 다른 전기 음성 원자 (부분 음전하) 사이의 분자간 인력을 수소 결합이라고합니다. 이름에서 알 수 있듯이, 그것은 정확히 '유대'가 아니라 단순히 극성 분자들 사이의 매력의 힘입니다. 수소 결합은 공유 결합보다 약하지만 분자간 힘의 경우 여전히 꽤 강합니다.
그러나 이것은 끈적 거림과 어떤 관련이 있습니까?
설탕 물의 끈적 력
물과 설탕은 두 가지 이유로 끈적 거리지 않습니다.
적은 수의 결합 원자 (2Hydrogen, 1oxygen) 및 작은 크기의 물 분자로 인해 액체 물에서의 수소 결합이 약합니다. 이 H- 결합은 물 분자를 너무 단단히 고정하지 않습니다. 결과적으로, 분자는 단순히 액체 상태에서 서로를 지나칠 수 있습니다. 그렇기 때문에 물이 모든 표면으로 쉽게 전달되어 쉽게 흐릅니다.
수 크로스는 물과 비교하여 부피가 큰 분자입니다. 그것은 탄소 사슬에서 튀어 나온 8 개의 -OH 그룹을 가지고 있습니다. 이 입체 방해는 당 분자가 가까워지고 강한 수소 결합을 갖기가 어렵습니다. 또한, 크기 때문에 서로를 쉽게 지나갈 수 없습니다. 따라서, 그들은 약한 결정 구조를 형성하기 위해 쌓아 올렸다. 이것이 설탕이 부서지기 쉬운 분자 결정으로 존재하는 이유입니다.
그러나 물과 설탕이 혼합 될 때 , 흥미로운 일이 일어납니다. 물에서 설탕 분자가 퍼져 자유롭게 움직일 수 있습니다. 게다가, 작은 H2O 분자가 수 크로스의 OH 사슬에 가까워지고 수소 결합을 통해 연결되는 것은 매우 쉽습니다. 따라서 설탕과 물은 점차적으로 광범위한 수소 결합 네트워크를 형성합니다. 결과는 끈적 끈적하고 덩어리가 있습니다.
설탕과 물 사이의 H 결합
응집력과 접착력
수소 결합은 끈적 거림에 도움이되는 두 가지 특성을 향상시킵니다 :응집력과 접착력
응집력 '유사한'분자가 함께 붙어있는 경향입니다. 용액의 수수 또는 당유자 분자는 응집력으로 인해 함께 붙어 있습니다. 또한, 설탕의 농도가 높으면, 설탕 분자의 응집력은 광범위한 수소 결합으로 인해 확대된다. 이 연결은 또한 자당 사슬의 형성을 초래할 수있다. 그렇기 때문에 설탕 시럽이 끈적 끈적한 이유입니다. 솜사탕은 설탕 의이 능력을 미세 끈을 형성하는 능력을 사용합니다.
응집력과 접착력은 액체 설탕의 끈적 끈적 함을 초래한다
부착 분자가 '다른'종류의 분자를 고수하는 경향입니다. 설탕과 물 사이의 결합은 접착력을 나타냅니다. 마찬가지로, 설탕은 또한 다른 극성 분자에 부착 할 수 있습니다. 예를 들어, 우리의 피부는 극성 조직이고 설탕은 극성이므로 함께‘고착’할 수 있습니다. 접착력은 설탕 용액이 우리 손과기구에 달라 붙는 이유입니다.
응집력과 접착력의 비율은 물질의 전반적인 '끈적 인'를 결정합니다.
응집력 증가 및 접착력은 용액의 흐름에 약간의 저항을 부여합니다. 점도, 라고하는 유체의 저항 설탕 시럽 또는 꿀의 두껍고 점성적인 특성을 담당합니다.
결론
이제 우리는 왜 설탕 솔루션이 끈적 끈적한 달콤한 혼란을 만드는지 알고 있습니다. 설탕과 물 분자 사이의 광범위한 수소 결합은 시스템의 응집력 및 접착제 특성을 향상시켜 끈적임을 증가시킵니다. 이제 당신은 끈적 끈적한 설탕 솔루션의 단순한 화학을 이해합니다!
