Conţinut
Dacă ai putea vedea o moleculă de apă (H2O) până aproape, ar părea oarecum ca un cap rotund cu două urechi poziționate la pozițiile 10 și 2. Gândiți-vă Mickey Mouse. „Urechile” sunt cei doi ioni de hidrogen, în timp ce „capul este ionul de oxigen. Deoarece ionii de hidrogen poartă o încărcare pozitivă și ionul de oxigen unul negativ, acest aranjament conferă moleculei o polaritate netă, la fel ca un magnet. Această caracteristică din molecula de apă conferă apei patru proprietăți care o fac indispensabilă pentru viață. Are coeziune și punct de fierbere relativ ridicat, este mai puțin densă în stare solidă decât starea lichidă și este un solvent excepțional de bun.
Atracție magnetică
Structura moleculei de apă este un tetraedru distorsionat. Ionii de hidrogen formează un unghi de 104,5 grade cu molecula de oxigen. Rezultatul este că, în timp ce molecula este neutră din punct de vedere electric, are poli, la fel cum fac magneții. Partea negativă a unei molecule este atrasă de partea pozitivă a celor din jurul ei. Această atracție este cunoscută sub numele de legătura de hidrogen și, deși nu este suficient de puternică pentru a rupe legăturile covalente care păstrează moleculele împreună, este suficient de puternică pentru a produce un comportament anomal care distinge apa de alte lichide.
Patru proprietăți anomale
Bucătarii se bazează pe natura polară a apei ori de câte ori folosesc un cuptor cu microunde. Deoarece moleculele sunt ca magneții, aceștia răspund la radiații de înaltă frecvență vibrând, iar energia acestor vibrații este cea care produce căldura pentru a găti alimentele. Acesta este un exemplu al importanței polarității lui H2O, dar sunt mai importante.
Coeziune: Din cauza atracției magnetice, moleculele de apă care se exercită reciproc, apa lichidă tinde să se „lipească”. Puteți vedea acest lucru când două margele de apă se apropie unele de altele pe o suprafață plană și netedă. Când se apropie destul de mult, se îmbină magic într-o singură picătură. Această proprietate, numită coeziune, dă tensiune suprafeței apei, care insectele cu picioare mari exploatează pentru a putea merge pe suprafață. Permite rădăcinilor să aspire apa într-un flux continuu și asigură că apa care curge prin capilare minuscule, cum ar fi venele, nu se separă.
Punct de fierbere ridicat: Punctul de fierbere al apei nu este ridicat în comparație cu unele lichide, cum ar fi glicerina sau uleiul de măsline, dar ar trebui să fie mai mic decât este. Compușii formați din elemente din același grup ca oxigenul din tabelul periodic, cum ar fi hidrogenul seleniu (H2Se) și hidrogen sulfurat (H2S), au puncte de fierbere care sunt între 40 și 60 grade Celsius sub zero. Punctul de fierbere ridicat al apelor se datorează integral energiei suplimentare necesare ruperii legăturilor de hidrogen. Fără atracția magnetică pe care o exercită moleculele de apă una de cealaltă, apa ar vaporiza la aproximativ 60 ° C și nu ar exista apă lichidă și nicio viață pe Pământ.
Gheața este mai puțin densă decât apa: Coeziunea suplimentară oferită de legarea hidrogenului comprimă apa în stare lichidă. Când apa îngheață, atracția / repulsia electrostatică creează o structură de zăbrele care este mai spațioasă. Apa este singurul compus care este mai puțin dens în stare solidă, iar această anomalie înseamnă că gheața plutește. Dacă nu ar face acest lucru, fiecare ecosistem marin ar muri oricând vremea era suficient de rece pentru ca apa să înghețe.
Apa este un solvent universal: Din cauza legăturii sale puternice de hidrogen, apa dizolvă mai multe substanțe decât orice alt lichid. Acest lucru este important pentru ființele vii care derivă hrănire din nutrienți dizolvați în apă. Majoritatea ființelor vii se bazează, de asemenea, pe electroliți, care sunt soluții de apă care conțin solute ionice, pentru transmiterea semnalelor bioelectrice.