Jos pystyisit näkemään vesimolekyylin (H2O) läheltä, se näyttäisi hieman pyöreältä päältä, jossa kaksi korvaa olisi asetettu kello 10 ja 2. Ajattele Mikki Hiirtä. "Korvat" ovat kaksi vetyionia, kun taas "pää" on happi-ioni. Koska vetyioneilla on positiivinen varaus ja happi-ionilla negatiivinen, tämä järjestely antaa molekyylille nettopolaarisuuden, aivan kuten magneetti. Tämä vesimolekyylin ominaisuus antaa vedelle neljä ominaisuutta, jotka tekevät siitä elämän välttämättömän. Sillä on koheesio ja suhteellisen korkea kiehumispiste, se on kiinteässä tilassa vähemmän tiheä kuin nestemäinen ja se on poikkeuksellisen hyvä liuotin.
Magneettinen vetovoima
Vesimolekyylin rakenne on vääristynyt tetraedri. Vetyionit muodostavat 104,5 asteen kulman happimolekyylin kanssa. Tuloksena on, että vaikka molekyyli on sähköisesti neutraali, sillä on napoja, aivan kuten magneeteilla. Yhden molekyylin negatiivinen puoli houkuttelee sen ympärillä olevien positiivista puolta. Tätä vetovoimaa kutsutaan vetysidokseksi, ja vaikka se ei ole tarpeeksi vahva rikkomaan kovalenttisten sidosten pitämistä molekyylit yhdessä, se on riittävän vahva tuottamaan poikkeavaa käyttäytymistä, joka erottaa veden muista nesteitä.
Neljä poikkeavaa ominaisuutta
Kokit luottavat veden napaisuuteen aina, kun he käyttävät mikroaaltouunia. Koska molekyylit ovat kuin magneetteja, ne reagoivat suurtaajuiseen säteilyyn tärisemällä, ja näiden värähtelyjen energia tuottaa lämpöä ruoan valmistamiseen. Tämä on yksi esimerkki H: n polaarisuuden tärkeydestä2O, mutta on tärkeämpiä.
Yhteenkuuluvuus: Magneettisen vetovoiman vuoksi vesimolekyylit vaikuttavat toisiinsa, nestemäisellä vedellä on taipumus "tarttua yhteen". Voit nähdä tämän, kun kaksi vesihelmiä lähestyy toisiaan tasaisella, sileällä pinnalla. Kun he pääsevät tarpeeksi lähelle, ne sulautuvat maagisesti yhdeksi pisaraksi. Tämä ominaisuus, jota kutsutaan koheesiona, antaa veden pintajännityksen, jota suuret jalat hyönteiset pystyvät kävelemään pinnalla. Sen avulla juuret voivat imeä vettä jatkuvana virtana ja varmistaa, että pienien kapillaarien, kuten suonien, läpi virtaava vesi ei erotu.
Korkea kiehumispiste: Veden kiehumispiste ei ole korkea verrattuna joihinkin nesteisiin, kuten glyseriiniin tai oliiviöljyyn, mutta sen pitäisi olla alhaisempi kuin se on. Yhdisteet, jotka on muodostettu jaksollisen järjestelmän hapen kanssa samaan ryhmään kuuluvista alkuaineista, kuten vety-seleeni (H2Se) ja rikkivety (H2S), kiehumispisteet ovat 40-60 celsiusastetta alle nollan. Veden korkea kiehumispiste johtuu kokonaan vetysidosten rikkoutumiseen tarvittavasta ylimääräisestä energiasta. Ilman magneettista vetovoimaa, jota vesimolekyylit kohdistavat toisiinsa, vesi höyrystyisi noin -60 ° C: n lämpötilassa, eikä maapallolla olisi nestemäistä vettä eikä elämää.
Jää on vähemmän tiheää kuin vesi: Vetyliitoksen tarjoama ylimääräinen koheesio pakkaa veden yhteen nestemäisessä tilassa. Kun vesi jäätyy, sähköstaattinen vetovoima / karkotus luo hilarakenteen, joka on tilavampi. Vesi on ainoa yhdiste, joka on vähemmän tiheä kiinteässä tilassa, ja tämä poikkeama tarkoittaa, että jää kelluu. Jos ei, kaikki meriekosysteemit kuolevat aina, kun sää oli tarpeeksi kylmä veden jäätymiseen.
Vesi on yleinen liuotin: Vahvan vetysidoksensa vuoksi vesi liuottaa enemmän aineita kuin mikään muu neste. Tämä on tärkeää eläville olennoille, jotka saavat ravintoa veteen liuenneista ravinteista. Suurin osa elävistä olennoista luottaa bioelektrosignaalien välittämiseen myös elektrolyytteihin, jotka ovat vesiliuoksia, jotka sisältävät ionisia liuenneita aineita.