Jei jums pavyko pamatyti vandens molekulę (H2O) iš arti, tai atrodytų kaip apvali galva su dviem ausimis, išdėstytomis 10 ir 2 valandos padėtyje. Pagalvok Peliuką Mikį. „Ausys“ yra du vandenilio jonai, o „galva“ - deguonies jonai. Kadangi vandenilio jonai turi teigiamą krūvį, o deguonies jonas - neigiamą, šis išdėstymas suteikia molekulei grynąjį poliškumą, panašiai kaip magnetas. Ši vandens molekulės savybė suteikia vandeniui keturias savybes, dėl kurių jis yra būtinas visam gyvenimui. Jis turi sanglaudą ir palyginti aukštą virimo temperatūrą, jis yra mažiau tankus kietoje būsenoje nei skystas ir yra išskirtinai geras tirpiklis.
Magnetinė atrakcija
Vandens molekulės struktūra yra iškreiptas tetraedras. Vandenilio jonai su deguonies molekule sudaro 104,5 laipsnių kampą. Rezultatas yra tas, kad nors molekulė yra elektra neutrali, ji turi polius, kaip ir magnetai. Neigiamą vienos molekulės pusę traukia teigiama aplinkinių pusė. Ši trauka yra žinoma kaip vandenilio jungtis, ir nors ji nėra pakankamai stipri, kad sulaužytų kovalentinius ryšius molekules kartu, jis yra pakankamai stiprus, kad sukeltų nenormalų elgesį, skiriantį vandenį nuo kito skysčiai.
Keturios anomalios savybės
Virėjai, remdamiesi mikrobangų krosnele, pasikliauja poliariniu vandens pobūdžiu. Kadangi molekulės yra tarsi magnetai, jos į aukšto dažnio spinduliuotę reaguoja vibruodamos, o šių virpesių energija gamina šilumą maistui gaminti. Tai yra vienas iš H poliškumo svarbos pavyzdžių2O, bet yra ir svarbesnių.
Sanglauda: Dėl magnetinės traukos vandens molekulių veikia viena kitą, skystas vanduo linkęs „sulipti“. Tai galite pamatyti, kai du vandens karoliukai artėja vienas prie kito ant lygaus, lygaus paviršiaus. Priėję pakankamai arti, jie stebuklingai susilieja į vieną lašelį. Ši savybė, vadinama sanglauda, suteikia vandens paviršiaus įtampą, kurią vabzdžiai su didelėmis pėdomis išnaudoja, kad galėtų vaikščioti paviršiumi. Tai leidžia šaknims ištisine srove siurbti vandenį ir užtikrina, kad vanduo, tekantis per mažus kapiliarus, pavyzdžiui, venas, neatskirtų.
Aukšta virimo temperatūra: Vandens virimo temperatūra nėra aukšta, palyginti su kai kuriais skysčiais, pavyzdžiui, glicerinu ar alyvuogių aliejumi, tačiau ji turėtų būti žemesnė nei yra. Junginiai, sudaryti iš elementų, esančių toje pačioje grupėje kaip deguonis periodinėje lentelėje, tokių kaip vandenilio selenas (H2Se) ir vandenilio sulfidas (H2S) virimo temperatūra yra nuo 40 iki 60 laipsnių šalčio. Aukšta vandens virimo temperatūra visiškai priklauso nuo papildomos energijos, reikalingos vandenilio jungtims nutraukti. Be magnetinės traukos, kurią vandens molekulės daro viena kitai, vanduo garuotų esant maždaug -60 ° C temperatūrai, o Žemėje nebūtų skysto vandens ir gyvybės.
Ledas yra mažiau tankus nei vanduo: Papildoma sanglauda, kurią užtikrina vandenilio sujungimas, suskystina vandenį skystoje būsenoje. Kai vanduo užšąla, elektrostatinė trauka / atstūmimas sukuria erdvesnę grotelių struktūrą. Vanduo yra vienintelis junginys, kuris kietoje būsenoje yra mažiau tankus, ir ši anomalija reiškia, kad plūduriuoja ledas. Jei ne, kiekviena jūrų ekosistema žus, kai tik oras bus pakankamai šaltas, kad vanduo užšaltų.
Vanduo yra universalus tirpiklis: Dėl stipraus vandenilio sujungimo vanduo ištirpdo daugiau medžiagų nei bet kuris kitas skystis. Tai svarbu gyvoms būtybėms, kurios maitina maistines medžiagas, ištirpintas vandenyje. Dauguma gyvų būtybių bioelektriniams signalams perduoti taip pat pasikliauja elektrolitais, kurie yra vandeniniai tirpalai, turintys joninių tirpiųjų medžiagų.