Keby ste boli schopní vidieť molekulu vody (H2O) zblízka, vyzeralo by to asi ako okrúhla hlava s dvoma ušami umiestnenými v pozíciách 10 a 2 hodiny. Mysli na Mickey Mouse. „Uši“ sú dva vodíkové ióny, zatiaľ čo „hlavou“ je kyslíkový ión. Pretože vodíkové ióny nesú pozitívny náboj a kyslíkový ión negatívny, toto usporiadanie dáva molekule čistú polaritu, podobne ako magnet. Táto vlastnosť molekuly vody dáva vode štyri vlastnosti, vďaka ktorým je nevyhnutná pre život. Má súdržnosť a porovnateľne vysoký bod varu, je menej hustý v tuhom stave ako v kvapalnom stave a je mimoriadne dobrým rozpúšťadlom.
Magnetická príťažlivosť
Štruktúra molekuly vody je skreslený štvorsten. Vodíkové ióny tvoria s molekulou kyslíka uhol 104,5 stupňa. Výsledkom je, že zatiaľ čo molekula je elektricky neutrálna, má póly, rovnako ako magnety. Negatívna stránka jednej molekuly je priťahovaná k pozitívnej strane okolia. Táto príťažlivosť je známa ako vodíková väzba, a aj keď nie je dosť silná na to, aby prerušila uchovanie kovalentných väzieb molekuly dohromady, je dostatočne silný na to, aby vyvolal anomálne správanie, ktoré odlišuje vodu od ostatných kvapaliny.
Štyri anomálne vlastnosti
Kuchári sa pri použití mikrovlnnej rúry spoliehajú na polárny charakter vody. Pretože molekuly sú ako magnety, reagujú na vysokofrekvenčné žiarenie vibrovaním a energia týchto vibrácií je to, čo produkuje teplo na prípravu jedla. Toto je jeden príklad dôležitosti polarity H2Ó, ale sú aj dôležitejšie.
Súdržnosť: Kvôli magnetickým príťažlivým molekulám vody, ktoré na seba pôsobia, má tekutá voda tendenciu „držať sa spolu“. Môžete to vidieť, keď sa dva vodné korálky priblížia k sebe na rovnom a hladkom povrchu. Keď sa priblížia dostatočne blízko, magicky sa spoja do jednej kvapky. Táto vlastnosť, nazývaná súdržnosť, dáva vodnému povrchovému napätiu, ktoré hmyz s veľkými nohami zneužíva na to, aby mohol chodiť po povrchu. Umožňuje koreňom nasávať vodu nepretržitým prúdom a zaisťuje, že voda pretekajúca malými kapilárami, ako sú žily, sa neoddeľuje.
Vysoký bod varu: Teplota varu vody nie je vysoká v porovnaní s niektorými tekutinami, ako je glycerín alebo olivový olej, ale mala by byť nižšia ako je teplota. Zlúčeniny vytvorené z prvkov v rovnakej skupine ako kyslík v periodickej tabuľke, ako je vodík selén (H2Se) a sírovodík (H2S), majú body varu, ktoré sú 40 až 60 stupňov Celzia pod nulou. Vysoká teplota varu vody je úplne dôsledkom dodatočnej energie potrebnej na prerušenie vodíkových väzieb. Bez magnetickej príťažlivosti, ktorú na seba molekuly vody vyvíjajú, by sa voda odparovala pri niečo ako -60 ° C a na Zemi by neexistovala žiadna tekutá voda a žiadny život.
Ľad je menej hustý ako voda: Dodatočná súdržnosť zabezpečená vodíkovými väzbami stláča vodu dohromady v kvapalnom stave. Keď voda zamrzne, elektrostatická príťažlivosť / odpudivosť vytvorí mriežkovú štruktúru, ktorá je priestrannejšia. Voda je jediná zlúčenina, ktorá je v tuhom stave menej hustá, a táto anomália znamená, že pláva ľad. Ak by to tak nebolo, každý morský ekosystém by zomrel, kedykoľvek by bolo dosť chladné počasie na to, aby voda zamrzla.
Voda je univerzálne rozpúšťadlo: Vďaka svojej silnej vodíkovej väzbe voda rozpúšťa viac látok ako akákoľvek iná kvapalina. To je dôležité pre živé bytosti, ktoré získavajú výživu z výživných látok rozpustených vo vode. Väčšina živých bytostí sa pri prenose bioelektrických signálov spolieha aj na elektrolyty, čo sú vodné roztoky obsahujúce iónové rozpustené látky.