イオン性物質なら水に溶ければイオンになりますが, 分子性物質の場合は「溶けたらイオンになる」というわけではありません.
確かに水に溶けてイオンになるものもあります. 例えば HCl は水に溶けると塩酸になってほぼ完全に電離しますし, Cl2 も Cl2 + H2O ⇔ H^+ + Cl^- + HClO のように電離します (HClO は弱酸なのでここでは解離しない形で書いておきます). ですが, 分子のまま水に溶けるものもあります.
例えばエタノール C2H5OH は水中では電離しませんし, CO2 も水に溶けて炭酸になるのは一部だけでほとんどは「水に溶けただけの CO2」(600個の CO2 に対して 1個くらいが炭酸になる) です. イメージとしては「水分子の間にこれらの分子がただよってる」感じ?
ちなみに CO2 + H2O ⇔ H2CO3 の反応はかなり遅いので, 生物では「カルボキシラーゼ」という酵素でこの反応を加速しています.
お礼
窒素と水素に分解するのはIr触媒を使うときだけでその他ではアンモニアも入るのですね。 納得できました。 ありがとうございます。