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水は生命の維持に欠かせない水(みず)は、化学的には化学式 H2O で表される分子。CAS登録番号は、7732-18-5。酸素族元素の水素化物。一酸化二水素、酸化水素、水酸、水酸化水素とも。

常温常圧では無味、無臭、無色透明の液体である。地球表面、特に海洋に豊富に存在する。生物の生存、日常生活をはじめ、工業や医療などに必須であり、人類にとって最も身近な物質の一つである。人間の体の60%から70%程度が水である。

固体は氷、液体は水、気体は水蒸気と呼ばれる。温度の高い液体の水を湯(ゆ)と言い、特に温度の高いものを熱湯(ねっとう)と言う。理・工学的な分野では熱水(ねっすい)という語も用いられる。

目次 [非表示]
1 化学的性質
2 水の循環
3 生物と水
4 人間と水
4.1 人体と水
5 水と哲学
6 水(氷)の研究史(近代以降の主要なもの)
7 用途
8 水と芸術
8.1 文学
8.2 音楽
9 別称
10 代表的な慣用句
11 関連項目



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化学的性質

水の分子模型 負の電荷を帯びた赤い酸素原子と正の電荷を帯びた白い水素原子が非対称に結合しているために、水分子は電気的な偏り(極性)をもつ
水の三態 273.16K、610.6Paでは三態が共存する。この温度を水の三重点と呼ぶ
水の分子の酸素と2つの水素の角度の図常温、大気圧下で無色透明な液体。一気圧の大気圧下での沸点は約摂氏100度(正確には摂氏99.974度)、融点は摂氏0度(実は99.974度以下の水蒸気も、0度以下の水も存在する)。摂氏3.98度で最も比重が大きく、固体は液体より比重が小さい。これは多くの他の分子とは異なる水の特性であり、水分子間での水素結合による。ヒドロキシル基を2つ持ち合わせている。液体の状態では10-7 (mol/l) (摂氏25度)が電離し、水素イオン(正確にはオキソニウムイオン)と水酸化物イオンとなっている。

沸点と融点が摂氏100度と0度という数値なのは、水の性質を基準として摂氏での温度の目盛りが定義されたことによる。また、摂氏4度のときの1立方センチメートルあたりの質量を基準に1グラムを定義したり、1グラムの水を摂氏1度温度を上げるのに必要な熱量を1カロリーにしたりするなど、単位の基準に使われることが多かったが、不純物の存在による不正確さに加え、たとえば1グラムを求める場合には、体積、圧力、温度を規定しないと正しい重量が得られないという本質的な精度の問題(キログラムを参照)があるため、近年では一意に求まる水の三重点を除けば、基準としての役割はほとんどなくなっている。

水はほかの物質を溶かしたり、溶けた物質のイオン化を促進する性質をもつ。このため溶媒としてよく使われる。また、多くの化学反応の触媒としても利用される。

天然の水には、僅かに重水(D2O:多量に摂取すると、生物には有害)が含まれている。水素の同位元素である重水素からなるものであり、重水素は核融合の材料として(水素爆弾)利用されることがある。

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水の循環
地球上には多くの水が存在しており、生物の生育や熱の循環に重要な役割を持っている。 気象学や海洋学などの地球科学、生態学における大きな要因の一つである。

その97%が海水として存在し、淡水は残り3%にすぎない。そのほとんどが氷河や氷山として存在している。

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生物と水
生物体を構成する物質で、最も多くを占めるのが水である。通常、質量にして生物体の70%-80%が水によって占められている。生きている細胞には水が含まれており、生命現象を司る化学反応の場を提供している。クマムシのように厳しい環境にも耐えられる生物は、体内の水分を放出し、不活性な状態をつくり出すことができる。

なお、生物は太古の海で誕生したと考えられている。生物の化学組成と海水の組成がにていることもその根拠の一つである。従って、水中生活が生物の原始的な姿であると見てよい。

陸上のように、常に水につかっていない環境では、生物にとって最も重要な問題の一つが水の確保である。陸上の無脊椎動物では、周囲が湿っていなければ活動できないものも多い。陸上生物に見られる進化的形態の多くが水の確保や自由水のない環境への適応である。クマムシの場合も、頻繁に乾燥にさらされる環境への適応として、休眠の能力が発達したと考えられている。

低温の固体が液体より上部にくることは、海や湖沼を完全凍結しにくくし、生物に生存のチャンスを与えている。

また、生物環境という立場から見れば、水はその比熱の大きさによって温度を安定させる意味合いが大きい。

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人間と水
人間の生活にとって水は極めて重要である。何よりもまず飲料水が確保されなければ、命を保てない。

地球上の水の97%が海水として存在し、淡水は残り3%にすぎない。しかも3%のほとんどが氷河や氷山として存在している為、飲料水にできる淡水の割合はごくわずかである。

また、多くの民族が少なくともある程度の農耕を行っており、農業用水の確保も生活の維持に重要な意味を持つ。

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人体と水
人体が過剰な水分を投与された場合、細胞外液の浸透圧が異常に下がり、低ナトリウム血症によって悪心、頭痛、間代性痙攣、意識障害等の症状を引き起こす。これを水中毒と言い、輸液ミス、心因性多飲、SIADHなどの結果としてみられる。なお致死量は体重65kgの人で10-30リットル/日である。細胞外液の浸透圧が保たれていても、水分量が過剰な場合には心臓の負荷が大きくなりうっ血性心不全となる。原因は、塩分の過剰摂取であることが多い。














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