Hvis du var i stand til at se et vandmolekyle (H2O) tæt på, det ville se lidt ud som et rundt hoved med to ører placeret kl. 10 og 2. Tænk Mickey Mouse. "Ørene" er de to brintioner, mens "hovedet" er iltionen. Fordi hydrogenionerne bærer en positiv ladning og iltionen en negativ, giver dette arrangement molekylet en nettopolaritet, ligesom en magnet. Denne egenskab ved vandmolekylet giver vand fire egenskaber, der gør det uundværligt for livet. Det har samhørighed og et forholdsvis højt kogepunkt, det er mindre tæt i fast tilstand end den flydende tilstand, og det er et usædvanligt godt opløsningsmiddel.
Magnetisk tiltrækning
Vandmolekylets struktur er en forvrænget tetraeder. Brintionerne danner en vinkel på 104,5 grader med iltmolekylet. Resultatet er, at mens molekylet er elektrisk neutralt, har det poler, ligesom magneter gør. Den negative side af et molekyle tiltrækkes af den positive side af dem omkring det. Denne attraktion er kendt som hydrogenbinding, og selvom den ikke er stærk nok til at bryde den kovalente binding molekylerne sammen, er det stærkt nok til at producere uregelmæssig adfærd, der adskiller vand fra andre væsker.
Fire unormale egenskaber
Kokke er afhængige af vandets polære natur, når de bruger en mikrobølgeovn. Fordi molekylerne er som magneter, reagerer de på højfrekvent stråling ved at vibrere, og energien i disse vibrationer er det, der producerer varmen til madlavning. Dette er et eksempel på vigtigheden af H. polaritet2O, men der er vigtigere.
Samhørighed: På grund af den magnetiske tiltrækning vandmolekyler udøver på hinanden, har flydende vand en tendens til at "klæbe sammen." Du kan se dette, når to vandperler nærmer sig hinanden på en flad, glat overflade. Når de kommer tæt nok, smelter de magisk sammen i en enkelt dråbe. Denne egenskab, kaldet samhørighed, giver vandoverfladespænding, som insekter med store fødder udnytter for at kunne gå på overfladen. Det giver rødderne mulighed for at suge vand i en kontinuerlig strøm og sikrer, at vand, der strømmer gennem små kapillærer, såsom vener, ikke adskilles.
Højt kogepunkt: Vandets kogepunkt er ikke højt sammenlignet med nogle væsker, såsom glycerin eller olivenolie, men det skal være lavere end det er. Forbindelser dannet af grundstoffer i samme gruppe som ilt i det periodiske system, såsom hydrogenselen (H2Se) og hydrogensulfid (H2S), har kogepunkter, der er 40 til 60 Celsius grader under nul. Vandets høje kogepunkt skyldes udelukkende den ekstra energi, der er nødvendig for at bryde hydrogenbindingerne. Uden den magnetiske tiltrækning, som vandmolekyler udøver mod hinanden, ville vand fordampe ved noget som -60 ° C, og der ville ikke være noget flydende vand og intet liv på Jorden.
Is er mindre tæt end vand: Den ekstra samhørighed tilvejebragt ved hydrogenbinding komprimerer vand sammen i flydende tilstand. Når vand fryser, skaber elektrostatisk tiltrækning / frastødning en gitterstruktur, der er mere rummelig. Vand er den eneste forbindelse, der er mindre tæt i fast tilstand, og denne anomali betyder, at is flyder. Hvis det ikke gjorde det, ville hvert marine økosystem dø, når vejret var koldt nok til, at vand kunne fryse.
Vand er et universelt opløsningsmiddel: På grund af sin stærke hydrogenbinding opløser vand flere stoffer end nogen anden væske. Dette er vigtigt for levende væsener, der får næring fra næringsstoffer opløst i vand. De fleste levende væsener er også afhængige af elektrolytter, som er vandopløsninger, der indeholder ioniske opløste stoffer, til transmission af bioelektriske signaler.