Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvordan er en vandmolekyle som en magnet?

Hvis du var i stand til at se et vandmolekyle (H 2O) på nært hold, ville det se noget ud som et rundt hoved med to ører placeret ved 10 og 2 kl. Tænk på Mickey Mouse. "Ørene" er de to hydrogenioner, mens "hovedet" er oxygenionen. Fordi hydrogenionerne har en positiv ladning, og oxygenionen negativt, giver dette arrangement molekylet en netpolaritet, ligesom en magnet. funktion af vandmolekylet giver vand fire egenskaber, der gør det uundværligt for livet. Det har samhørighed og et forholdsvis højt kogepunkt, det er mindre tæt i fast tilstand end den flydende tilstand, og det er et usædvanligt godt opløsningsmiddel.
Magnetisk tiltrækning

Strukturen af vandmolekylet er en forvrænget tetrahedron. Hydrogenionerne danner en vinkel på 104,5 grader med iltmolekylet. Resultatet er, at selvom molekylet er elektrisk neutralt, har det poler, bare som magneter. Den negative side af et molekyle tiltrækkes af den positive side af dem omkring det. Denne tiltrækning er kendt som hydrogenbinding, og selvom det ikke er stærk nok til at bryde de kovalente bindinger, der holder molekylerne sammen, er det stærk enoug h for at producere afvigende adfærd, der adskiller vand fra andre væsker.
Fire afvigende egenskaber

Kokke er afhængige af vandets polære natur, når de bruger en mikrobølgeovn. Fordi molekylerne er som magneter, reagerer de på højfrekvent stråling ved at vibrere, og energien fra disse vibrationer er det, der producerer varmen til at tilberede mad. Dette er et eksempel på betydningen af polariteten af H 2O, men der er mere vigtige.

Samhørighed: På grund af den magnetiske tiltrækning, vandmolekyler, der udøver på hinanden, har flydende vand en tendens til at "klæbe fast" sammen." Du kan se dette, når to vandperler nærmer sig hinanden på en plan, glat overflade. Når de kommer tæt nok, smelter de magisk sammen til en enkelt dråbe. Denne egenskab, kaldet samhørighed, giver vandoverfladespænding, som insekter med store fødder udnytter for at kunne gå på overfladen. Det giver rødder mulighed for at suge vand i en kontinuerlig strøm og sikrer, at vand, der strømmer gennem små kapillærer, såsom årer, ikke adskilles.

Højt kogepunkt: Vandets kogepunkt er ikke højt sammenlignet med nogle væsker, såsom glycerin eller olivenolie, men det skal være lavere, end det er. Forbindelser dannet fra elementer i den samme gruppe som ilt i den periodiske tabel, såsom hydrogenselen (H 2Se) og hydrogensulfid (H 2S), har kogepunkter, der er 40 til 60 celsius grader under nul. Vandets høje kogepunkt skyldes helt den ekstra energi, der er nødvendig for at bryde brintbindingerne. Uden den magnetiske tiltrækning, som vandmolekyler udøver på hinanden, ville vand fordampe ved noget som -60 ° C, og der ville ikke være noget flydende vand og intet liv på Jorden.

Isen er mindre tæt end vand: The ekstra samhørighed tilvejebragt ved brintbinding komprimerer vand sammen i flydende tilstand. Når vand fryser, skaber elektrostatisk tiltrækning /frastødning en gitterstruktur, der er mere rummelig. Vand er den eneste forbindelse, der er mindre tæt i fast tilstand, og denne anomali betyder, at is flyder. Hvis det ikke gjorde det, ville hvert havøkosystem dø, hver gang vejret var koldt nok til, at vand kunne fryse.

Vand er et universalopløsningsmiddel: På grund af dets stærke brintbinding opløser vand flere stoffer end nogen anden væske. Dette er vigtigt for levende væsener, der får næring fra næringsstoffer opløst i vand. De fleste levende væsener er også afhængige af elektrolytter, der er vandopløsninger, der indeholder ioniske opløste stoffer, til transmission af bioelektriske signaler.