Ефекти поларитета воде на жива бића

Молекул воде је електрично неутралан, али асиметрични распоред атома водоника на атому кисеоника даје му нето позитивно наелектрисање на једној и негативно наелектрисање на другој страни. Међу важним последицама за живе организме је способност воде да раствори разне супстанце, више него било које друге друга течност и њен снажни површински напон који јој омогућава да ствара капљице и да путује кроз ситне корене, стабљике и капилара. Вода је једина супстанца која постоји као гас, течност и чврста супстанца на температурама које се налазе на Земљи, а због поларности молекула воде, чврсто стање је мање густо од течности стање. Као резултат, лед плута, а то има дубоке импликације на живот свуда на планети.

Водонична веза

Једноставан начин да се процени поларна природа молекула воде је да се визуализује као глава Микија Мауса. Атоми водоника седе на врху молекула кисеоника на сличан начин као што уши седе на Микијевој глави. Овај искривљени тетраедарски аранжман настаје због начина на који се електрони деле између атома. Атоми водоника чине угао од 104,5 степени, дајући сваком молекулу карактеристике електричног дипола или магнета.

instagram story viewer

Позитивну (водоничну) страну сваког молекула воде привлачи негативна (кисеонична) страна околних молекула у процесу који се назива водонична веза. Свака водонична веза траје само делић секунде и није ни приближно довољно јака да прекине ковалентну везу везе између атома, али даје води аномалну природу у поређењу са другим течностима, као нпр алкохол. Три аномалије су посебно важне за живе организме.

Растварач живота

Због своје поларне природе, вода је у стању да раствори толико супстанци да је научници понекад називају универзалним растварачем. Организми из воде апсорбују многе неопходне хранљиве састојке, укључујући угљеник, азот, фосфор, калијум, калцијум, магнезијум и сумпор. Штавише, када вода раствори јонску чврсту супстанцу, као што је натријум хлорид, јони слободно плутају у раствору и претварају је у електролит. Електролити проводе електричне сигнале потребне за пренос неуронских сигнала, као и оне који регулишу друге биофизичке процесе. Вода је такође медијум кроз који организми елиминишу отпадне продукте метаболизма.

Везујућа сила исхране

Електростатичка привлачност молекула воде једни за друге ствара површински феномен напетост, при чему површина течне воде ствара препреку на којој одређени инсекти заправо могу ходати. Површински напон чини да се капљице воде скупљају у капљице, а када се једна капљица приближи другој, оне се привлаче и формирају једну капљицу.

Због ове привлачности вода се може увлачити у мале капиларе као сталан ток. То омогућава биљкама да вуку влагу из тла кроз своје корење, а високим дрвећима омогућава прехрану повлачећи сок кроз поре. Привлачење молекула воде један за другог такође помаже у одржавању течности у циркулацији кроз животињска тела.

Аномалија плутајућег леда

Да лед не плута, свет би био другачије место и вероватно не би могао да подржи живот. Океани и језера могли су се смрзнути одоздо према горе и могли би се претворити у чврсту масу кад год би температура постала хладна. Уместо тога, водене површине током зиме формирају ледену кожу; површина воде се смрзава када је изложена хладнијим температурама ваздуха изнад ње, али лед остаје на врху остатка воде јер је лед мање густ од воде. То омогућава рибама и другим морским бићима да преживе у хладном времену и пружају храну створењима која живе на копну.

Осим воде, свако друго једињење постаје гушће у чврстом стању него у течном стању. Јединствено понашање воде директан је резултат поларитета молекула воде. Како се молекули смирују у чврстом стању, водонична веза их приморава на структуру решетке која пружа више простора између њих него што су имали у течном стању.

Teachs.ru
  • Објави
instagram viewer