Pokud jste byli schopni vidět molekulu vody (H2O) zblízka, vypadalo by to trochu jako kulatá hlava se dvěma ušima umístěnými v pozicích 10 a 2 hodiny. Mysli na Mickey Mouse. „Uši“ jsou dva vodíkové ionty, zatímco „hlavou“ je iont kyslíku. Protože vodíkové ionty nesou kladný náboj a iont kyslíku negativní, dává toto uspořádání molekule čistou polaritu, podobně jako magnet. Tato vlastnost molekuly vody dává vodě čtyři vlastnosti, díky nimž je pro život nepostradatelná. Má soudržnost a poměrně vysoký bod varu, je méně hustý v pevném stavu než v kapalném stavu a je mimořádně dobrým rozpouštědlem.
Magnetická přitažlivost
Struktura molekuly vody je zkreslený čtyřstěn. Vodíkové ionty tvoří s molekulou kyslíku úhel 104,5 stupně. Výsledkem je, že zatímco je molekula elektricky neutrální, má póly, stejně jako magnety. Negativní strana jedné molekuly je přitahována k pozitivní straně lidí kolem ní. Tato přitažlivost je známá jako vodíková vazba, a přestože není dostatečně silná, aby rozbila udržení kovalentních vazeb molekuly dohromady, je dostatečně silná na to, aby vyvolala anomální chování, které odlišuje vodu od ostatních kapaliny.
Čtyři anomální vlastnosti
Kuchaři se při použití mikrovlnné trouby spoléhají na polární povahu vody. Protože jsou molekuly jako magnety, reagují na vysokofrekvenční záření vibracemi a energie těchto vibrací je to, co produkuje teplo k vaření jídla. Toto je jeden příklad důležitosti polarity H2O, ale jsou ještě důležitější.
Soudržnost: Kvůli magnetickým přitažlivým molekulám vody, které na sebe působí, má kapalná voda tendenci „držet se pohromadě“. Můžete to vidět, když se dva vodní korálky k sobě přiblíží na rovném hladkém povrchu. Když se dostanou dost blízko, magicky se spojí do jedné kapičky. Tato vlastnost, nazývaná soudržnost, dává vodnímu povrchovému napětí, které hmyz s velkými nohami využívá k tomu, aby mohl chodit po povrchu. Umožňuje kořenům nasávat vodu nepřetržitým proudem a zajišťuje, že voda protékající malými kapilárami, jako jsou žíly, se neoddělí.
Vysoký bod varu: Bod varu vody není vysoký ve srovnání s některými tekutinami, jako je glycerin nebo olivový olej, ale měl by být nižší, než je. Sloučeniny vytvořené z prvků ve stejné skupině jako kyslík v periodické tabulce, jako je vodík selen (H2Se) a sirovodík (H2S), mají body varu, které jsou 40 až 60 stupňů Celsia pod nulou. Vysoká teplota varu vody je zcela způsobena extra energií potřebnou k rozbití vodíkových vazeb. Bez magnetické přitažlivosti, kterou na sebe molekuly vody působí, by se voda odpařila při teplotě asi -60 ° C a na Zemi by neexistovala žádná kapalná voda a žádný život.
Led je méně hustý než voda: Zvláštní soudržnost zajišťovaná vodíkovými vazbami stlačuje vodu dohromady v kapalném stavu. Když voda zamrzne, elektrostatická přitažlivost / odpuzování vytvoří mřížkovou strukturu, která je prostornější. Voda je jediná sloučenina, která je v pevném stavu méně hustá, a tato anomálie znamená, že se vznáší led. Pokud se tak nestane, každý mořský ekosystém zemře, kdykoli bude počasí dostatečně chladné na to, aby voda zamrzla.
Voda je univerzální rozpouštědlo: Voda díky své silné vodíkové vazbě rozpouští více látek než jakákoli jiná kapalina. To je důležité pro živé bytosti, které získávají výživu z živin rozpuštěných ve vodě. Většina živých bytostí se při přenosu bioelektrických signálů také spoléhá na elektrolyty, což jsou vodní roztoky obsahující iontové rozpuštěné látky.