Sadržaj
Kad biste mogli vidjeti molekulu vode (H2O) izbliza, izgledala bi pomalo kao okrugla glava s dva uha smještena u položaju 10 i 2 okloka. Misli Mickey Mouse. "Uši" su dva vodikova iona, dok je "glava ion kisika. Budući da vodikovi ioni nose pozitivan naboj, a ion kisika negativan, ovaj raspored daje molekuli neto polaritet, slično magnetu. Ova značajka molekula vode daje vodi četiri svojstva koja ju čine neophodnom za život.Ima koheziju i razmjerno visoku točku ključanja, manje je gusta u čvrstom stanju od tekućeg i izuzetno je dobro otapalo.
Magnetska privlačnost
Struktura molekule vode je iskrivljeni tetraedar. Ioni vodika tvore kut od 104,5 stupnjeva s molekulom kisika. Rezultat toga je da, dok je molekula električno neutralna, ona ima polove, baš kao što rade i magneti. Negativna strana jedne molekule privlači pozitivnu stranu onih oko nje. Ova privlačnost poznata je kao vezanje vodika, a iako nije dovoljno jaka da prekine kovalentne veze koje drže molekule zajedno, dovoljno je jaka da proizvede anomalijsko ponašanje koje razlikuje vodu od ostalih tekućina.
Četiri anonimna svojstva
Kuhari se oslanjaju na polarnu prirodu vode kad god koriste mikrovalnu pećnicu. Budući da su molekule poput magneta, vibriraju na visokofrekventno zračenje, a energija tih vibracija je ono što proizvodi toplinu za kuhanje hrane. Ovo je jedan od primjera važnosti polariteta H2O, ali ima i važnijih.
Kohezija: Zbog magnetske privlačnosti molekule vode koje djeluju jedna na drugu, tekuća voda obično se "lijepi". To možete vidjeti kada se dvije vodene kuglice približe jedna drugoj na ravnoj i glatkoj površini. Kad se dovoljno zbliže, magično se stapaju u jednu kapljicu. Ovo svojstvo, koje se naziva kohezija, daje vodenu površinsku napetost koju insekti sa velikim nogama iskorištavaju kako bi mogli hodati po površini. Omogućuje korijenima da neprestano usisavaju vodu i osigurava da se voda koja teče kroz sićušne kapilare, poput vena, ne odvaja.
Visoka tačka ključanja: Vrelište vode nije veliko u usporedbi s nekim tekućinama, poput glicerina ili maslinovog ulja, ali bi trebao biti niži nego što je. Spojevi formirani iz elemenata u istoj skupini kao i kisik iz periodične tablice, poput vodikova selena (H2Se) i vodikov sulfid (H2S), imaju vrelišta koja su od 40 do 60 Celzijevih stupnjeva ispod nule. Voda s visokim vrelištem u potpunosti je zbog dodatne energije potrebne za prekid vodikovih veza. Bez magnetske privlačnosti koju molekule vode djeluju jedna na drugu, voda bi isparavala na nečemu poput -60 ° C, a na Zemlji ne bi bilo tekuće vode i života.
Led je manje gust od vode: Dodatna kohezija koju vodi vezanjem vodika komprimira vodu u tekućem stanju. Kad se voda smrzne, elektrostatičko privlačenje / odbijanje stvara rešetkastu strukturu koja je prostranija. Voda je jedini spoj koji je u čvrstom stanju manje gust, a ta anomalija znači da led pluta. Da nije, svaki morski ekosustav umro bi kad god je vrijeme bilo dovoljno hladno da se voda mogla smrznuti.
Voda je univerzalno otapalo: Zbog snažnog vezanja vodika, voda rastvara više tvari nego bilo koja druga tekućina. Ovo je važno za živa bića koja dobivaju prehranu iz hranjivih sastojaka otopljenih u vodi. Većina živih bića također se oslanja na elektrolite koji su vodene otopine koje sadrže ionske rastvore za prijenos bioelektričnih signala.