Hvis du var i stand til å se et vannmolekyl (H2O) på nært hold, det ville se ut som et rundt hode med to ører plassert klokka 10 og 2. Tenk Mickey Mouse. "Ørene" er de to hydrogenionene mens "hodet" er oksygenionet. Fordi hydrogenionene har en positiv ladning og oksygenionen en negativ, gir dette arrangementet molekylet en nettopolaritet, omtrent som en magnet. Denne funksjonen i vannmolekylet gir vann fire egenskaper som gjør det uunnværlig for livet. Den har kohesjon og et relativt høyt kokepunkt, det er mindre tett i fast tilstand enn flytende tilstand, og det er et eksepsjonelt godt løsningsmiddel.
Magnetisk attraksjon
Strukturen til vannmolekylet er en forvrengt tetraeder. Hydrogenionene danner en vinkel på 104,5 grader med oksygenmolekylet. Resultatet er at mens molekylet er elektrisk nøytralt, har det poler, akkurat som magneter gjør. Den negative siden av et molekyl tiltrekkes av den positive siden til de rundt det. Denne attraksjonen er kjent som hydrogenbinding, og selv om den ikke er sterk nok til å bryte kovalente bindinger molekylene sammen, er den sterk nok til å produsere unormal oppførsel som skiller vann fra andre væsker.
Fire unormale egenskaper
Kokker er avhengige av vannets polare natur når de bruker en mikrobølgeovn. Fordi molekylene er som magneter, reagerer de på høyfrekvent stråling ved å vibrere, og energien til disse vibrasjonene er det som produserer varmen til å lage maten. Dette er ett eksempel på viktigheten av polariteten til H.2O, men det er viktigere.
Samhold: På grunn av den magnetiske tiltrekningen vannmolekyler utøver på hverandre, har flytende vann en tendens til å "klebe seg sammen". Du kan se dette når to vannperler nærmer seg hverandre på en flat, glatt overflate. Når de kommer nær nok, smelter de sammen til en enkelt dråpe. Denne egenskapen, kalt kohesjon, gir vannoverflatespenning som insekter med store føtter utnytter for å kunne gå på overflaten. Det lar røttene suge vann i en kontinuerlig strøm og sørger for at vann som strømmer gjennom små kapillærer, som vener, ikke skiller seg.
Høyt kokepunkt: Vannets kokepunkt er ikke høyt sammenlignet med noen væsker, som glyserin eller olivenolje, men det bør være lavere enn det er. Forbindelser dannet av grunnstoffer i samme gruppe som oksygen i det periodiske systemet, slik som hydrogenselen (H2Se) og hydrogensulfid (H2S), har kokepunkter som er 40 til 60 Celsius minusgrader. Vannets høye kokepunkt skyldes helt den ekstra energien som trengs for å bryte hydrogenbindinger. Uten den magnetiske tiltrekningen som vannmolekyler utøver på hverandre, ville vann fordampe ved noe som -60 ° C, og det ville ikke være noe flytende vann og ikke noe liv på jorden.
Is er mindre tett enn vann: Den ekstra kohesjonen ved hydrogenbinding komprimerer vann sammen i flytende tilstand. Når vann fryser, skaper elektrostatisk tiltrekning / frastøting en gitterstruktur som er mer romslig. Vann er den eneste forbindelsen som er mindre tett i fast tilstand, og denne anomali betyr at is flyter. Hvis den ikke gjorde det, ville hvert marine økosystem dø når været var kaldt nok til at vann kunne fryse.
Vann er et universelt løsemiddel: På grunn av sin sterke hydrogenbinding løser vann opp flere stoffer enn noen annen væske. Dette er viktig for levende vesener som får næring fra næringsstoffer oppløst i vann. De fleste levende vesener er også avhengige av elektrolytter, som er vannløsninger som inneholder ioniske oppløste stoffer, for overføring av bioelektriske signaler.