Trīs veidi, kā ūdens molekulu polaritāte ietekmē ūdens uzvedību

Visi dzīvie organismi ir atkarīgi no ūdens. Ūdens īpašības padara to par ļoti unikālu vielu. Ūdens molekulu polaritāte var izskaidrot, kāpēc pastāv noteiktas ūdens īpašības, piemēram, tā spēja izšķīdināt citas vielas, tā blīvums un spēcīgās saites, kas satur molekulas kopā. Šīs īpašības ne tikai uztur dzīvību, izmantojot bioķīmiskos procesus, bet arī rada viesmīlīgu vidi, kas uztur dzīvību.

Ūdens molekula sastāv no viena skābekļa atoma un diviem ūdeņraža atomiem. Skābeklim ir ļoti augsta elektronegativitāte, tas nozīmē, ka tam ir ļoti augsta afinitāte pret elektroniem. Ūdens molekulās esošais skābeklis izvelk elektronus no ūdeņraža atomiem tuvāk tam, radot divus polus molekulā, kur ūdeņraža gals ir daļēji pozitīvs un skābekļa gals ir daļēji negatīvs.

Ūdens polaritāte dod tai iespēju izšķīdināt citas vielas. Nātrija hlorīds vai galda sāls ir piemērs vielai, kas izšķīst ūdenī un sastāv no nātrija un hlorīda joniem. Ūdens molekulu pozitīvi uzlādētos galus piesaista negatīvie hlorīda joni, un negatīvi lādētos ūdens molekulu galus - pozitīvi lādētie nātrija joni. Sāli iegremdējot ūdenī, ūdens molekulas ieskauj jonus un tos atdala, izraisot sāls izšķīšanu.

Ledus peld ūdenī, jo ledus ir mazāk blīvs nekā ūdens. Tomēr ledus ir ūdens, un starp šīm divām vielām nav atšķirību. Šī parādība izskaidrojama ar ūdens polaritāti. Kad ledus ir sasalis, ūdens molekulas izplešas tik tālu, cik vien iespējams, bet ūdeņraža saites to stingri notur kopā. Ūdens izplešas, kad tas ir sasalis, bet joprojām sastāv no tā paša molekulu skaita, tādējādi samazinot tā blīvumu un ļaujot peldēt ūdenī.

Ūdeņraža saites, kas ūdens molekulas satur kopā ūdens šķidrā un cietā formā, vielai nodrošina augstu viršanas un sasalšanas punktu un spēcīgu virsmas spraigumu. Tā kā ūdens molekulas tiek turētas tik cieši kopā, ūdens vārīšanai nepieciešams liels siltuma daudzums. Turklāt, piepildot ūdeni līdz pudeles augšdaļai, jūs varat redzēt, ka daļa ūdens karājas pie pudeles augšdaļas, jo molekulas turas viens pie otra.