水 優雅な舞の巻

ご隠居さん。何が始まるの。水といえば，Ｈ２Ｏでしょう。それ以上，何を話そうというんだい。


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そういうだろうと思ったよ。だけど，そんな簡単な話じゃないんだよ。

水は，確かに君の言うように，Ｈ２Ｏだよ。水素原子Ｈが２個，酸素原子Ｏが１個，すなわち，わずかに３個の原子から構成されています。だけどね，わずか３個の原子からできているこの分子は，現在知られている何百万種類の分子の中で，最も複雑な性質を示す分子なんだ。

その原因は，Ｈ２Ｏ 分子の水素原子が，周りにある別のＨ２Ｏ 分子の酸素原子と相互作用する（引き合っている）ことなんだ。引き合うこの力を，化学では，水素結合というよ。

水素結合のことは，中学か高校の理科で教わるはずだよ。だって，ワトソン・クリックの２重らせん・モデルも水素結合によって出来上がっているんだから。

わずかにに３個の原子からできている水分子の驚異的に複雑な性質の原因は，一言でいえば，水素原子と酸素原子の懸け橋となる水素結合なんだよ。

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まず，寺田寅彦の『茶碗の湯』の冒頭の文を読んでみてよ。

ここに茶碗が一つあります。中には熱い湯が一ぱい這入っております。

ただそれだけではなんの面白味もなく不思議もないようですが，

よく気をつけて見ていると，だんだんに色々の微細なことが目につき，

さまざまの疑問が起って来るはずです。

ただ一ぱいのこの湯でも，

自然の現象を観察し研究することの好きな人には，

なかなか面白い見物です。

寺田寅彦全集第二巻，岩波書店（１９９７）

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水は自然界において，気体，液体，固体の三態を豊富にみることのできる唯一の物質なんだ。雨，雲，雪，霧，霙，霰，雹，靄，霜，霜柱など，水に関わる漢字の多さは，水と人間生活の深い関わりを示しているよ。

水については，『水の書』（共立出版，１９９８），『水を知ろう』（岩波ジュニア新書，２００１）に詳しく書いたし，このブログにも，「水の変容　Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ」（２０１１年５月）を掲載したから，読み直してちょうだい。

だから，詳しいことはこれでオシマイ。

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今回と次回，幾つかのトピックについて，水を語るつもりだよ。くどいようだけど，基本は水素原子と酸素原子の間の水素結合だからね。忘れちゃダメだよ。

今回は，Ｈ２Ｏ 分子が，水（液体）中で舞っている姿のシミュレーションをお見せします。

私が大学を定年退職した後で勤務した機能水研究所で，藤井和久，岸本敏始両君が，Ｈ２Ｏ 分子の動きのシミュレーションの計算してくれたんだ。だけど，そのままではいささか味気ないので，当時品川にあったソニーグループのＣＤＩ ビデオセンターの古川淳・制作課長に全面的に協力いただいて，バックグランド・ミュージックを付けたんだ。出来上がったビデオを目（耳）にして子供のように喜んでいる私を，” いい年のおじさん（おじいさん）が ” というような顔つきで眺めていた古川さんの顔が忘れられません。

「水の変容」（２０１１）でも使ったんだけど，ここに再度掲載するよ。では，水 をクリックして，ご覧ください。

［⇒水］　酸素原子を白い大きな玉，水素原子を赤い小さな玉で表示。

歌はエリザベート・シュワルツコップ，ピアノ伴奏はエドウィン・フィッシャーという最高の組み合わせで録音されたシューベルトの「水の上にて歌える」です。


１個のＨ２Ｏ の水素原子が，近くにある別のＨ２Ｏ分子の酸素原子に近づいて水素結合をした次の瞬間には離れて，別のＨ２Ｏ分子に近づいていくでしょう。離合集散を不規則に繰り返す ”水の姿” を眺めていると，方丈記を思い出さないかな。

ゆく河のながれはたえずして，しかもゝとの水にあらず。

よどみにうかぶうたかたはかつきえかつむすびて，

ひさしくとどまる事なし。

世中にある，人と栖と又またかくのごとし。

方丈記（岩波文庫）による



つづく