Зміст
Якби ви змогли побачити молекулу води (Н2O) впритул, це виглядатиме дещо як кругла голова з двома вушками, розташованими у 10 та 2 окловичних положеннях. Подумайте, Міккі Маус. "Вуха" - це два іони водню, тоді як "голова - це іон кисню. Оскільки іони водню несуть позитивний заряд, а іон кисню - негативний, це розташування надає молекулі чисту полярність, як магніт. Ця особливість молекули води надає воді чотири властивості, які роблять її незамінною для життя: вона має згуртованість і порівняно високу температуру кипіння, вона менш щільна в твердому стані, ніж рідкий стан, і є надзвичайно хорошим розчинником.
Магнітне залучення
Структура молекули води - спотворений тетраедр. Іони водню утворюють кут 104,5 градуса з молекулою кисню. Результат полягає в тому, що, хоча молекула електрично нейтральна, вона має полюси, як і магніти. Негативна сторона однієї молекули притягується до позитивної сторони оточуючих. Ця атракція відома як зв'язок водню, і хоча вона недостатньо сильна, щоб розірвати ковалентні зв’язки, утримуючи молекули разом, вона досить сильна, щоб виробляти аномальне поведінку, що відрізняє воду від інших рідин.
Чотири аномальні властивості
Кулінари покладаються на полярну природу води, коли вони використовують мікрохвильову піч. Оскільки молекули схожі на магніти, вони реагують на високочастотне випромінювання вібрацією, а енергія цих коливань - це те, що виробляє тепло для приготування їжі. Це один із прикладів важливості полярності Н2О, але є більш важливі.
Згуртованість: Через магнітне притягання молекули води діють один на одного, рідка вода має тенденцію «злипатися». Це ви можете побачити, коли дві водяні намистини наближаються одна до одної на рівній гладкій поверхні. Коли вони наблизяться досить близько, вони чарівно зливаються в одну краплинку. Ця властивість, яка називається згуртованістю, надає водному поверхневому натягу, який комахи з великими ногами експлуатують, щоб мати можливість ходити по поверхні. Це дозволяє корінням висмоктувати воду безперервним потоком і забезпечує те, що вода, що протікає по крихітних капілярах, таких як вени, не розділяється.
Висока температура кипіння: Температура кипіння води не висока в порівнянні з деякими рідинами, такими як гліцерин або оливкова олія, але вона повинна бути нижчою, ніж вона. З'єднання, що утворюються з елементів тієї ж групи, що і кисень у періодичній таблиці, наприклад, селен водню (Н2Se) і сірководень (Н2S), мають температуру кипіння, яка становить від 40 до 60 градусів Цельсія нижче нуля. Висока температура кипіння води повністю обумовлена додатковою енергією, необхідною для розриву водневих зв’язків. Без магнітного потягу, який молекули води здійснюють один на одного, вода випарувалася б при чомусь -60 ° C, і на Землі не було б рідкої води та життя.
Лід менш густий, ніж вода: Додаткова згуртованість, що забезпечується водневим зв’язком, стискає воду разом у рідкому стані. Коли вода замерзає, електростатичне притягання / відштовхування створює решітчасту структуру, яка є більш просторою. Вода - єдина сполука, яка менш тверда в твердому стані, і ця аномалія означає, що лід плаває. Якби цього не було, кожна морська екосистема загинула б, коли погода була достатньо холодною, щоб вода замерзла.
Вода є універсальним розчинником: Завдяки сильному водневому зв’язку вода розчиняє більше речовин, ніж будь-яка інша рідина. Це важливо для живих істот, які отримують живлення від поживних речовин, розчинених у воді. Більшість живих істот також покладаються на електроліти, що представляють собою водні розчини, що містять іонні розчинники, для передачі біоелектричних сигналів.