पानी का अणु चुंबक की तरह कैसे होता है?

यदि आप एक पानी के अणु (H .) को देखने में सक्षम थे₂ओ) करीब, यह कुछ हद तक एक गोल सिर की तरह दिखाई देगा, जिसमें दो कान 10 और 2 बजे की स्थिति में होंगे। मिकी माउस सोचो। "कान" दो हाइड्रोजन आयन हैं जबकि "सिर" ऑक्सीजन आयन है। क्योंकि हाइड्रोजन आयन एक सकारात्मक चार्ज करते हैं और ऑक्सीजन आयन एक नकारात्मक चार्ज करते हैं, यह व्यवस्था अणु को एक चुंबक की तरह एक शुद्ध ध्रुवता प्रदान करती है। पानी के अणु की यह विशेषता पानी को चार गुण देती है जो इसे जीवन के लिए अपरिहार्य बनाती है। इसमें सामंजस्य और तुलनात्मक रूप से उच्च क्वथनांक होता है, यह तरल अवस्था की तुलना में ठोस अवस्था में कम घना होता है, और यह एक असाधारण अच्छा विलायक है।

पानी के अणु की संरचना एक विकृत टेट्राहेड्रोन है। हाइड्रोजन आयन ऑक्सीजन अणु के साथ 104.5 डिग्री का कोण बनाते हैं। नतीजा यह है कि, जबकि अणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है, इसमें ध्रुव होते हैं, जैसे चुंबक करते हैं। एक अणु का नकारात्मक पक्ष उसके आसपास के लोगों के सकारात्मक पक्ष की ओर आकर्षित होता है। इस आकर्षण को हाइड्रोजन बॉन्डिंग के रूप में जाना जाता है, और जबकि यह सहसंयोजक बंधनों को तोड़ने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है अणु एक साथ, यह विषम व्यवहार उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त मजबूत है जो पानी को दूसरे से अलग करता है तरल पदार्थ।

जब भी वे माइक्रोवेव ओवन का उपयोग करते हैं तो कुक पानी की ध्रुवीय प्रकृति पर भरोसा करते हैं। चूंकि अणु चुम्बक की तरह होते हैं, वे कंपन द्वारा उच्च आवृत्ति विकिरण का जवाब देते हैं, और इन कंपनों की ऊर्जा ही भोजन पकाने के लिए गर्मी पैदा करती है। यह H. की ध्रुवता के महत्व का एक उदाहरण है₂ओह, लेकिन और भी महत्वपूर्ण हैं।

सामंजस्य: चुंबकीय आकर्षण के कारण पानी के अणु एक दूसरे पर लगते हैं, तरल पानी "एक साथ चिपक जाता है"। आप इसे तब देख सकते हैं जब पानी के दो मोती समतल, चिकनी सतह पर एक-दूसरे के पास आते हैं। जब वे काफी करीब आते हैं, तो वे जादुई रूप से एक बूंद में विलीन हो जाते हैं। यह गुण, जिसे सामंजस्य कहा जाता है, पानी की सतह को तनाव देता है जिसका उपयोग बड़े पैरों वाले कीड़े सतह पर चलने में सक्षम होने के लिए करते हैं। यह जड़ों को एक सतत धारा में पानी चूसने की अनुमति देता है और यह सुनिश्चित करता है कि छोटी केशिकाओं, जैसे शिराओं से बहने वाला पानी अलग न हो।

उच्च क्वथनांक: ग्लिसरीन या जैतून के तेल जैसे कुछ तरल पदार्थों की तुलना में पानी का क्वथनांक अधिक नहीं होता है, लेकिन यह इससे कम होना चाहिए। आवर्त सारणी में ऑक्सीजन के समान समूह के तत्वों से बनने वाले यौगिक, जैसे हाइड्रोजन सेलेनियम (H .)₂Se) और हाइड्रोजन सल्फाइड (H .)₂एस), में क्वथनांक होते हैं जो शून्य से 40 से 60 डिग्री सेल्सियस नीचे होते हैं। पानी का उच्च क्वथनांक पूरी तरह से हाइड्रोजन बांड को तोड़ने के लिए आवश्यक अतिरिक्त ऊर्जा के कारण होता है। पानी के अणु एक दूसरे पर चुंबकीय आकर्षण के बिना, पानी -60 ° C जैसी किसी चीज़ पर वाष्पीकृत हो जाएगा, और पृथ्वी पर कोई तरल पानी और कोई जीवन नहीं होगा।

बर्फ पानी से कम घनी होती है: हाइड्रोजन बॉन्डिंग द्वारा प्रदान किया गया अतिरिक्त सामंजस्य पानी को तरल अवस्था में एक साथ संपीड़ित करता है। जब पानी जम जाता है, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण/प्रतिकर्षण एक जाली संरचना बनाता है जो अधिक विशाल होती है। पानी ही एकमात्र ऐसा यौगिक है जो ठोस अवस्था में कम घना होता है और इस विसंगति का मतलब है कि बर्फ तैरती है। यदि ऐसा नहीं होता, तो जब भी मौसम इतना ठंडा होता कि पानी जम जाता, तो हर समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र मर जाता।

पानी एक सार्वभौमिक विलायक है: अपनी मजबूत हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण, पानी किसी भी अन्य तरल पदार्थ की तुलना में अधिक पदार्थों को घोलता है। यह उन जीवित प्राणियों के लिए महत्वपूर्ण है जो पानी में घुले पोषक तत्वों से पोषण प्राप्त करते हैं। अधिकांश जीवित प्राणी बायोइलेक्ट्रिक संकेतों के संचरण के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स पर भी भरोसा करते हैं, जो आयनिक विलेय युक्त जल समाधान हैं।