जल एक सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय विशेषता प्रतीत होती है जो जीवन के अस्तित्व और रखरखाव की अनुमति देती है। ऐसे जीव हैं जो सूर्य के प्रकाश या ऑक्सीजन के बिना मौजूद हैं, लेकिन अभी तक कोई भी ऐसा नहीं पाया गया है जो पूरी तरह से पानी से स्वतंत्र रूप से मौजूद हो। यहां तक कि रेगिस्तान के सुदूर इलाकों में हार्डी कैक्टि को भी जीवित रहने के लिए कुछ मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है। जीवन के लिए पानी की उपयोगिता का रहस्य इसकी हाइड्रोजन-बंधन विशेषता में निहित है, जो एक ऐसा वातावरण बनाने के लिए महत्वपूर्ण पांच गुण प्रदान करता है जहां जीवन मौजूद हो सकता है और पनप सकता है।
पानी चिपकने वाला और चिपकने वाला है।
पानी के अणु ध्रुवीय होते हैं। अर्थात् अणु का एक सिरा दूसरे सिरे (धनात्मक आवेश) से अधिक विद्युत ऋणात्मक (ऋणात्मक आवेश) होता है। इसलिए, पानी के विभिन्न अणुओं के विपरीत छोर चुम्बक के विपरीत छोरों की तरह एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। पानी के अणुओं के बीच आकर्षक बलों को "हाइड्रोजन बांड" के रूप में जाना जाता है। हाइड्रोजन बंधन पानी की प्रवृत्ति के कारण यह 'चिपचिपा' हो जाता है, जिसमें पानी के अणु आपस में चिपक जाते हैं (जैसे a. में) पोखर)। इसे सामंजस्य के रूप में जाना जाता है। इस गुण के कारण जल का पृष्ठ तनाव अधिक होता है। इसका मतलब है कि पानी के पोखर की सतह को तोड़ने में थोड़ा अतिरिक्त बल लगता है। पानी भी चिपकने वाला होता है, जिसका अर्थ है कि यह पानी के अलावा अन्य अणुओं से चिपक जाता है। विशेष रूप से यह पानी में घुलनशील (हाइड्रोफिलिक) पदार्थों, जैसे स्टार्च या सेल्युलोज से चिपक जाएगा। यह तेल जैसे हाइड्रोफोबिक पदार्थों का पालन नहीं करेगा।
पानी अपेक्षाकृत स्थिर तापमान बनाए रखता है।
पानी में उच्च विशिष्ट ऊष्मा, वाष्पीकरण की उच्च ऊष्मा और एक बाष्पीकरणीय शीतलन गुण होता है जो मिलकर इसे एक स्थिर तापमान बनाए रखने का कारण बनता है। पानी का तापमान बदल सकता है, ज़ाहिर है, वे अन्य पदार्थों के तापमान की तुलना में अधिक धीरे-धीरे बदलते हैं। इनमें से प्रत्येक गुण जल के हाइड्रोजन आबंधन गुण के कारण होता है। बंधों का टूटना और बनना, जो पानी के तापमान को बदलने के लिए आवश्यक होगा (तापमान अणु गति की गति को प्रभावित करता है), ऊर्जा की एक अतिरिक्त मात्रा (या गर्मी) लेता है पूर्ण।
उच्च विशिष्ट ऊष्मा का अर्थ है कि पानी कई पदार्थों की तुलना में गर्मी को बेहतर तरीके से अवशोषित और बरकरार रखता है। यानी पानी के तापमान को बदलने में ज्यादा ऊर्जा (गर्मी) लगती है। वाष्पीकरण की उच्च ऊष्मा का अर्थ है कि पानी को कई अन्य पदार्थों की तुलना में गैस (वाष्प) में बदलने में अधिक ऊर्जा (गर्मी) लगती है। बाष्पीकरणीय शीतलन पानी के अणुओं का एक परिणाम है जो अपने साथ गर्मी ले जाने वाली गैसीय अवस्था (वाष्प में) में भाग जाते हैं, और इसलिए पानी के पोखर से बाहर निकलते हैं। नतीजतन, पानी का पोखर तापमान में ज्यादा वृद्धि नहीं करेगा, और स्थिर रहेगा।
पानी एक अच्छा विलायक है
चूंकि पानी ध्रुवीय है और इतनी आसानी से हाइड्रोजन बांड है, अन्य ध्रुवीय अणु इसमें आसानी से घुल जाएंगे। याद रखें कि ध्रुवीय अणुओं के लिए, अणु के एक छोर पर ऋणात्मक आवेश होता है, जो चुंबक की तरह अन्य अणुओं के दूसरे छोर पर स्थित धनात्मक आवेश की ओर आकर्षित होता है। यह आकर्षण हाइड्रोजन बांड बनाता है। ध्रुवीय अणुओं को हाइड्रोफिलिक (जल-प्रेमी) या जल-घुलनशील अणु के रूप में भी जाना जाता है। हालांकि, पानी गैर-ध्रुवीय या हाइड्रोफोबिक (पानी से डरने वाले) अणुओं को अच्छी तरह से भंग नहीं करता है। हाइड्रोफोबिक अणुओं में तेल और वसा शामिल हैं।
जमने पर पानी फैलता है
तरल पानी के भीतर मौजूद हाइड्रोजन बांडों की उच्च संख्या के कारण पानी के अणु अन्य तरल पदार्थों में अणुओं की तुलना में अधिक दूर होते हैं (बांड स्वयं स्थान लेते हैं)। तरल पानी में, बंधन लगातार बनते, टूटते और सुधारे जाते हैं, ताकि पानी बिना किसी विशिष्ट रूप के बह सके। हालाँकि, जब पानी जम जाता है, तो बंधन नहीं टूट सकते, क्योंकि ऐसा करने के लिए कोई ऊष्मा ऊर्जा नहीं होती है। इसलिए, पानी के अणु एक जाली बनाते हैं जो तरल रूप में पानी की तुलना में अधिक विस्तृत होती है। क्योंकि जमे हुए पानी में अणुओं की संख्या समान होती है, लेकिन यह अधिक विस्तृत होता है, यह तरल पानी की तुलना में कम घना होता है। इसलिए कम घनी बर्फ (ठोस पानी) अधिक घने तरल पानी के ऊपर तैरेगी।
पानी के शरीर पर बर्फ की एक फिल्म एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है। नतीजतन, बर्फ के नीचे का तरल पानी बाहरी हवा से सुरक्षित रहेगा और जमने की संभावना भी कम होगी। यह एक और कारण है कि पानी लगातार तापमान बनाए रखने में सक्षम है।
पानी का न्यूट्रल pH होता है।
पानी [H2O] हाइड्रोजन [H+] और हाइड्रॉक्सिल [OH-] आयनों में वियोजित हो सकता है। पीएच हाइड्रॉक्सिल आयनों के लिए हाइड्रोजन का एक सापेक्ष माप है। चूंकि पानी में हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल आयनों की लगभग समान संख्या होती है, यह न तो अम्लीय होता है और न ही क्षारीय, लेकिन इसका तटस्थ पीएच 7 होता है। और, क्योंकि इसमें हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल दोनों आयन होते हैं, यह इसकी उपस्थिति में होने वाली एंजाइमी प्रतिक्रिया के पीएच को विनियमित करने के लिए जो भी आवश्यक हो सकता है प्रदान कर सकता है। नतीजतन, यह एक बहुउद्देशीय विलायक है, जिसके भीतर विभिन्न पीएच आवश्यकताओं के साथ लाखों विभिन्न एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं संभावित रूप से हो सकती हैं।
