10 dejstev o vodi

10 dejstev o vodi

Andrey Kalinichev
"Trinity Option – Science" №10 (254), 22. maj 2018

1. Voda je edina kemična snov, ki je v vseh treh agregacijah razširjena v naravnih pogojih na površini Zemlje: tekoča, trdna in plinasta.

2. Znano je, da je okoli 71% zemlje na površini oceanov, ki vsebujejo približno 96,5% celotne vode na planetu ali 1,4 × 1018 ton. Preostala voda na površini je shranjena v polarnem ledu, gorskih ledenikov, rek in jezer ter podzemnih virov in rezervoarjev.

3. Manj manj je znano, da se enaka, če ne več, količina vode nahaja globoko v plašču Zemlje in večinoma ne v obliki molekul H.2O in v kristalni rešetki nominalno brezvodnih minerala v obliki pomanjkljivosti, ki jo sestavljajo H ioni+ ali OH.

4. Jezero Baikal – največji rezervoar sveže vode na planetu: 23.600 km3. Jezero Superior – največje na Velikih jezerih Severne Amerike – je dvakrat manjše kot Baikal v obsegu (11.600 km3), po drugi strani pa je 2,5-krat večja od velikosti Baikal in je v tem smislu največje sladkovodno jezero na Zemlji.

5. Kot pri večini tekočin se gostota vode med hlajenjem poveča.Vendar pa je za razliko od večine tekočin gostota ledenega ledu manjša kot gostota tekoče vode v ravnotežju s tem ledom. To nenormalno vedenje vodi do prisotnosti največje gostote vode pri temperaturi okoli 4 ° C, kar je izjemno pomembno za življenje na Zemlji. Če je voda med zamrzovanjem bila najbolj gosta, pozimi jezera in reke ne bi zmrznile s površine v notranjosti, ampak od dna do površine, medtem ko bi vse plavajoče živali umrle.

6. Znanih je približno 18 kristalnih modifikacij ledu – tudi neke vrste rekord. Znanstveniki še vedno odkrivajo nove trdne faze H2Oh in se sprijazni s svojo točno številko. Nekatere od teh ledenih struktur so stabilne le pri zelo visokih tlakih in se ne stopijo pri 1000 ° C, če tlak presega več sto tisoč atmosfere.

7. Mnoge nepravilne lastnosti vode so razložene s prisotnostjo vodikovih vezi med molekulami. Struktura enojne molekule vode – H2O je precej preprost: zaradi hibridizacije molekularnih orbitalov sta dve komponenti njegovih O-H vezi (vsaka približno 0,1 nanometra v dolžini) nameščeni pod kotom približno 104 ° na drugega. Bližina tega kota na tetraedični (109,5 °) in značilna neenakomerna porazdelitev gostote elektronov znotraj molekul H2O jim omogoča enostavno oblikovanje vodikovih vezi (H-vezi) s svojimi štirimi najbližjimi sosedami. V tem primeru atomi vodika delujejo kot darovalci, in atom kisika služi kot povprečni akceptor dveh takih vezi. Molekule vode, ki jih povezujejo takšne mreže H-vez, tvorijo tridimenzionalne strukture, ki predstavljajo bolj ali manj velike fragmente lokalno naročene diamantne tetraedrske kristalne rešetke (glej sliko). V kristalu navadnega ledu je takšna mreža blizu idealnega in v tekoči vodi v normalnih razmerah lahko strukturo teh majhnih tetraederičnih molekularnih grozdov izkrivljamo in hitro spreminjamo.

8. Energija celo najmočnejših vodikovih vezi med molekulami je 10 krat šibkejša od energije kovalentnih OH vez, ki tvorijo ločeno molekulo, zato se tridimenzionalna mreža H-vezi v vodi nenehno prekinja in se reorganizira v nove podobne strukture preprosto kot posledica termičnega gibanja molekule. Življenjska doba ene H-vezi je zelo kratka – le približno pikosekunda (10−12 c). Tako je mogoče govoriti samo o posebni strukturi vode in "spominu na vodo" ob upoštevanju njihove skrajne krhkosti.

9. Po drugi strani energija vodikovih vezi med molekulami H2Je veliko višja kot energija navadnih intermolekularnih interakcij. To vodi v tako imenovani hidrofobni učinek, ko se molekule, ki slabo vplivajo na vodo, običajno pridejo skupaj, kar zmanjša kontaktno površino (kapljice olja v vodi) in omogoči molekule H2O ustvarjanju največjega števila H-obveznic.

10. Intramolekularne in intermolekularne vodikove vezi in hidrofobni učinek zagotavljajo tudi specifično strukturo in funkcije treh najpomembnejših vrst makromolekul v naravi: beljakovine, nukleinske kisline in ogljikove hidrate. Tako je struktura dvojne vijačnice molekule DNA izjemno stabilna zaradi vodikovih vezi med posameznimi komplementarnimi dušikovimi bazami – elementi strukture DNK, kjer ne delujejo samo atomi kisika, temveč tudi dušikovi atomi delujejo kot akceptor H-vezi.


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: