Молекула воды состоит всего из трех атомов - одного кислорода и двух атомов водорода. Это меньше, чем молекула углекислого газа и, в зависимости от размера, одна должна плавать вокруг как газ при комнатной температуре, но вместо этого молекулы воды удерживаются вместе как жидкость. Этот замечательный подвиг объясняется феноменом, известным как водородная связь.
Химия воды означает, что одна сторона молекулы заряжена положительно, а другая сторона заряжена отрицательно. Когда одна молекула приближается к другой, эти заряды притягиваются, образуя временную связь, называемую водородной связью. Эти липкие взаимодействия ответственны за многие из удивительных свойств воды, включая ее способность существовать во всех трех состояниях - твердом, жидком и газообразном - в диапазоне температур и давлений, которые можно испытать на Земле.
Временные соединения между молекулами воды позволяют ему оставаться жидким в диапазоне не менее 100 градусов по Цельсию (180 градусов по Фаренгейту) или даже больше, если вода соленая или находится под давлением. Это означает, что реки и океаны Земли остаются стабильными даже при колебаниях климата. Именно потому, что вода может замерзать, оттаивать, испаряться и конденсироваться в пределах нормального диапазона температур на Земле, у нас есть наша погодная система. Молекулы воды могут образовывать до четырех водородных связей со своими соседями, но в жидкой форме это почти никогда не происходит.
Однако, когда вода охлаждается ниже нуля градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту), молекулы выстраиваются в линию, образуя жесткие кристаллы, чтобы максимизировать эти связи. Эта структура имеет много щелей, что делает ее менее плотной, чем жидкая вода, что приводит к плаванию льда. Это странное свойство имеет решающее значение для роли воды в поддержании климата Земли и в поддержании жизни, какой мы ее знаем. Если лед не плавает, озера будут замерзать снизу вверх, становясь совершенно твердыми в течение зимы.
Вода также является одним из лучших растворителей в известной вселенной. Полярные молекулы могут растворять другие заряженные частицы, и даже незаряженные частицы могут быть втянуты в раствор при правильных условиях. Это имеет много последствий, от изменения геологии планеты до сближения биологических молекул, достаточно близких для того, чтобы произошла химия жизни. Вода важна для жизни, поскольку мы знаем это, и поскольку мы продвинулись в нашем водном мире, мы использовали ее способность достигать невероятных вещей.
Что такое вода?
Вода состоит из двух ключевых компонентов: водорода и кислорода. Каждая молекула содержит один атом кислорода в центре, связанный с двумя атомами водорода, расположенными на расстоянии 107, 5 градусов.
Эти ключевые химические элементы придают воде уникальные свойства. Кислород электроотрицателен - он имеет тенденцию привлекать отрицательно заряженные электроны. Это означает, что он тянет за электроны, принадлежащие двум атомам водорода в молекуле, и, поскольку молекула воды изогнута, он в конечном итоге положительно заряжается с одной стороны и отрицательно заряжается с другой.
Как это работает - что такое вода?
Вода в организме
Более половины вашего тела - это вода, и все, что происходит внутри вас, зависит от нее. Вода является растворителем, который обеспечивает жизненно важные биохимические процессы. Растворяет химические строительные блоки жизни, подготавливая их для транспорта и строительства.
Без воды организм быстро начинает работать со сбоями. Эффекты заметны, когда теряется только два процента от общего количества воды в организме, но если количество падает до более чем 15 процентов, это может быть смертельным. С меньшим количеством воды в крови, сердце должно работать больше. Повышение уровня соли вызывает мышечные спазмы, а потеря воды из мозга приводит к головным болям, головокружению и спутанности сознания. В конце концов, несколько органов начинают выходить из строя.
Как это работает - вода в организме
Чтобы узнать больше о чудесах воды, в том числе о том, как работает водный цикл, как мы используем воду в домашних условиях и где можно найти воду в космосе, прочитайте статью полностью в выпуске 76 « Как это работает». Закажите его онлайн в ImagineShop или, если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на свое устройство iOS или Android. Чтобы никогда не пропустить выпуск журнала « Как это работает », подпишитесь сегодня!
Плюс взглянуть на:
Водный цикл Земли: почему идет дождь?
При какой температуре вода наиболее густая?
Как вода проводит электричество?