溶媒

物を構成する一番小さな単位である分子の中には、電気的なかたよりを持つものがあります。これを分子の極性と言います。分子は原子同士が結びついてできていますが、原子の種類によって電子を引き寄せる強さが違います。共有結合という結びつき方の場合、電子を強く引き寄せる原子側は少しだけマイナスに、電子をあまり引き寄せない原子側は少しだけプラスに帯電します。この電荷のかたよりの大きさが分子の極性を決めるのです。 水分子を例に考えてみましょう。水分子は酸素原子一つと水素原子二つからできています。酸素原子は水素原子よりも電子を引き寄せる力が強いため、酸素原子側はマイナス、水素原子側はプラスの電荷を帯びます。このように、分子内で電荷のかたよりが生じることで、分子は極性を持つようになります。砂糖や塩が水によく溶けるのは、水分子が極性を持っているからです。 極性の大きさは、原子の種類や分子の形によって変化します。例えば、二酸化炭素は炭素原子一つと酸素原子二つからできています。酸素原子は炭素原子よりも電子を引き寄せる力が強いのですが、二酸化炭素は直線状の分子であるため、プラスとマイナスの電荷のかたよりが打ち消し合い、全体としては極性を持たない分子となります。 このように分子が極性を持つか持たないかは、物質の性質に大きな影響を与えます。極性を持つ分子は、他の極性を持つ分子とよく混ざり合います。逆に、極性を持たない分子は、極性を持つ分子とは混ざりにくく、極性を持たない分子とよく混ざり合います。油と水は混ざり合わないという現象も、この極性の違いによって説明できます。水は極性を持つ分子ですが、油は極性を持たない分子です。そのため、水と油は反発し合い、混ざり合うことができないのです。この極性の違いは、物質の溶解性だけでなく、沸点や融点、表面張力など、様々な物性に影響を与えています。

物質を構成する最小単位である分子の中には、電気的な偏りを持つものがあります。これを分子の極性といいます。分子は、原子同士が電子を共有することで結びついてできています。しかし、この電子の共有は、常に均等であるとは限りません。それぞれの原子は、電子を引きつける力に違いがあります。この力を電気陰性度と呼びます。電気陰性度の大きな原子は、共有している電子をより強く引きつけます。逆に、電気陰性度の小さな原子は、電子をあまり強く引きつけられません。そのため、電子は電気陰性度の大きな原子側に偏って分布することになります。この電子の偏りの結果、分子内に電気的な偏りが生じ、これが分子の極性となるのです。 電気陰性度の高い原子はやや負の電荷を帯び、低い原子はやや正の電荷を帯びます。このように、分子内に正と負の電荷の偏りがある分子を極性分子と呼びます。たとえば、水は酸素原子と水素原子からできています。酸素原子は水素原子よりも電気陰性度が大きいため、共有電子対は酸素原子側に引き寄せられます。そのため、酸素原子は少し負の電荷を帯び、水素原子は少し正の電荷を帯びます。このように、水分子には電荷の偏りがあるため、極性分子となります。アルコール類も同様に、酸素原子を含むため、極性分子となります。 一方、二酸化炭素のように、分子全体で見ると電荷の偏りが打ち消し合い、極性がない分子もあります。このような分子を無極性分子と呼びます。二酸化炭素は、炭素原子と酸素原子が直線状に結合した構造をしています。酸素原子は炭素原子よりも電気陰性度が大きいため、炭素原子と酸素原子の間には電荷の偏りが生じます。しかし、二酸化炭素は線対称な構造をしているため、酸素原子による電荷の偏りが互いに打ち消し合い、分子全体としては電荷の偏りがなくなります。そのため、二酸化炭素は無極性分子となります。化粧品においては、分子の極性は成分の肌への浸透や効果に大きく関わってきます。極性分子は極性分子と、無極性分子は無極性分子と混ざりやすい性質があるため、化粧品の成分が肌のどの部分に浸透しやすいか、どのような効果を発揮するかは、分子の極性によって大きく左右されます。そのため、化粧品を選ぶ際には、分子の極性を理解することが重要となります。