水と硫化水素の違いについて

　H2OとH2Sを比べると、同じ16族の元素の水素化合物なのに性質も反応性も全然違います。この違いは何処に起因するのでしょうか？　

No.3 ベストアンサー 回答者： potachie 回答日時： 2009/03/07 09:06

軌道の違い、というのもありますが、まずは、水素結合の大きさの違い。

これが挙動の違いの原因のひとつです。
常温で液体ということは同じですが、本来、分子量が大きいはずの硫化水素の方が沸点が低い。本来、分子径が大きい方がファンデルワールス力は大きいはずなので、逆転している原因として、水素結合の大きさが考えられるわけです。

硫化水素の液体は、ほぼ２分子の固まりで成り立っているのに対し、水は、６分子以上の固まりで部分的な立体構造を作っていることが分かっています。見かけの分子量（液体の状態で粒子として挙動する際の固まりの大きさ）が、本来の分子量と較べてかなり大きいんです。
この単位を、水の結晶と呼んだり、クラスターと呼んだりしますが、本来、液体状態で結晶構造を見ることができるなんて信じられていなかったところを、Ｘ線回折での分析に成功したのは、日本の研究です。雪の結晶構造も日本の研究が有名ですが、この辺の「水」に対しての興味は国民性みたいですね。
水はかなり特殊な物質で、これが、錯体を形成したり、立体構造の中に粒子を取り込んだりと、様々な面白い現象を引き起こします。

水の分子模型と、硫化水素の分子模型を見たことがありますか？
以下、あまり学問的でない説明ですが。
水素　と　酸素・硫黄　に磁石を仕込んだような模型を想定してみてください。水は、ミッキーマウス型です。で、耳とあごの部分に磁極の違うかなり強い磁石が仕込まれていて、これが大量にプールに入っているのが水です。かなり動きの鈍い固まりとなりますが、そこに弱い磁石を持った反応相手を放り込むといろいろと関わりを持とうとします。
硫化水素は、とても顔の大きな（耳のサイズは同じ）ミッキーマウス型ですが、肝心の磁力が弱いため、水のような活躍はあまりしないわけです。

No.4 回答者： ichiro-hot 回答日時： 2009/03/07 14:11

●違いは＃１、＃２さんの言うとおりです。

最外殻の軌道の違い＝原子やイオンの大きさの違い＝電子親和力・電気陰性度・イオン化エネルギーの違いということですね。結合の極性の違いは水素結合の違いにつながります。

●ただ、生物の分野から言うと非常に似ている。ＳとＯを入れ替えると硫黄細菌のエネルギー代謝の機構と光合成細菌～植物のエネルギー代謝の機構が重なって見えてくる。そのような類似した面もある。生物の進化を解明するには類似点も重要かな？

No.2 回答者： kaitara1 回答日時： 2009/03/07 08:43

違いの中には生物に対数反応性も含まれているのでしょうか。

Ｈ２Ｓは猛毒であるそうですが、水はなくてはならないものです。

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/03/07 08:28

ごく単純に言えば酸素とイオウの「大きさ」の差です。

そこから「電気陰性度」も「結合角」も「ＨＳＡＢ」も導き出されます。