Якщо ви змогли побачити молекулу води (H2О) зблизька це мало би виглядати як кругла голова з двома вухами, розташованими на позиціях 10 та 2 години. Подумайте про Міккі Мауса. "Вуха" - це два іони водню, тоді як "головка" - це іон кисню. Оскільки іони водню несуть позитивний заряд, а іон кисню - негативний, це розташування надає молекулі чистої полярності, подібно до магніту. Ця особливість молекули води надає воді чотири властивості, які роблять її незамінною для життя. Він має когезію і порівняно високу температуру кипіння, він менш щільний у твердому стані, ніж рідкий, і є надзвичайно хорошим розчинником.
Магнітне тяжіння
Структура молекули води - це спотворений тетраедр. Іони водню утворюють з молекулою кисню кут 104,5 градуса. Результат полягає в тому, що, хоча молекула є електрично нейтральною, вона має полюси, як і магніти. Негативна сторона однієї молекули приваблюється позитивною стороною оточуючих. Цей атракціон відомий як водневий зв’язок, і хоча він недостатньо сильний, щоб розірвати ковалентні зв’язки молекул разом, він досить сильний, щоб виробляти аномальну поведінку, яка відрізняє воду від інших рідини.
Чотири аномальні властивості
Кухарі покладаються на полярність води, коли використовують мікрохвильову піч. Оскільки молекули схожі на магніти, вони реагують на високочастотне випромінювання вібрацією, і енергія цих вібрацій виробляє тепло для приготування їжі. Це один із прикладів важливості полярності H2О, але є й важливіші.
Згуртованість: Через магнітне притягання молекули води, що діють одна на одну, рідка вода має тенденцію "злипатися". Ви можете переконатися в цьому, коли дві водяні кульки наближаються одна до одної на рівній гладкій поверхні. Коли вони наближаються досить близько, вони чарівним чином зливаються в одну краплю. Ця властивість, звана згуртованістю, надає поверхневий натяг води, який комахи з великими ногами експлуатують, щоб мати можливість ходити по поверхні. Це дозволяє корінню всмоктувати воду безперервним потоком і гарантує, що вода, що протікає через крихітні капіляри, такі як прожилки, не відокремлюється.
Висока точка кипіння: Температура кипіння води не висока у порівнянні з деякими рідинами, такими як гліцерин або оливкова олія, але вона повинна бути нижчою, ніж є. З'єднання, утворені з елементів тієї самої групи, що і кисень у періодичній системі, такі як водень селен (H2Se) та сірководню (H2S), мають точки кипіння від 40 до 60 градусів за Цельсієм нижче нуля. Висока температура кипіння води повністю обумовлена додатковою енергією, необхідною для розриву водневих зв’язків. Без магнітного притягання, яке молекули води чинять одна на одну, вода випаровувалася б приблизно на -60 ° C, і на Землі не було б рідкої води і життя.
Лід менш щільний, ніж вода: Додаткова когезія, забезпечувана водневим зв'язком, стискає воду в рідкому стані. Коли вода замерзає, електростатичне притягання / відштовхування створює решітчасту структуру, яка є більш просторою. Вода - це єдина сполука, яка менш тверда у твердому стані, і ця аномалія означає, що лід плаває. Якби цього не сталося, кожна морська екосистема гинула, коли погода була досить холодною, щоб вода морозила.
Вода - універсальний розчинник: Через сильний зв’язок водню вода розчиняє більше речовин, ніж будь-яка інша рідина. Це важливо для живих істот, які живляться живильними речовинами, розчиненими у воді. Більшість живих істот також покладаються на електроліти, які є водними розчинами, що містять іонні розчинені речовини, для передачі біоелектричних сигналів.