10 tény a vízről

10 tény a vízről

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

1. A víz az egyetlen olyan kémiai anyag, amely természetes körülmények között széles körben elterjedt a Föld felszínén az aggregáció mindhárom állapotában: folyékony, szilárd és gáznemű.

2. Ismeretes, hogy a Föld felszínének mintegy 71% -át óceánok borítják, amelyek a bolygó összes vízének kb. 96,5% -át, vagy 1,4 × 1018 tonna. A felszínen maradt vizet poláris jégben, hegyi gleccserekben, folyókban és tavakban, valamint földalatti forrásokban és tározókban tárolják.

3. Sokkal kevésbé ismeretes, hogy ugyanaz, ha nem több, a víz mennyisége mélyen a Föld köpenyében helyezkedik el, és főleg nem H-molekulák formájában.2O és a névlegesen vízmentes köpeny ásványi anyagok kristályrácsában H ionsből álló hibák formájában+ vagy OH.

4. A Baikal tó – a legnagyobb vízesés a bolygón: 23.600 km3. A Lake Superior – a legnagyobb az Észak-amerikai Nagy-tavakban – kétszer kisebb, mint a Baikal térfogata (11 600 km3), másrészt 2,5-szer nagyobb, mint a Baikal, és ebben az értelemben a legnagyobb édesvízi tó a Földön.

5. A legtöbb folyadékhoz hasonlóan a víz sűrűsége hűtés közben nő.A fagyasztott víz – jég sűrűsége azonban – a legtöbb folyadéktól eltérően – kisebb, mint a folyékony víz sűrűsége, egyensúlyban ezzel a jéggel. Ez a kóros viselkedés a víz maximális sűrűségének a jelenlétéhez vezet, körülbelül 4 ° C-os hőmérsékleten, ami rendkívül fontos a Föld életében. Ha a víz a legégetőbb volt a fagyás alatt, télen a tavak és a folyók nem fagytak le a felszínről a szárazföldről, hanem az aljáról a felszínig, míg az összes úszó állatok meghalnának.

6. Körülbelül 18 kristály jég módosítása ismert – ez is egyfajta rekord. A tudósok még mindig felfedezik a H új, szilárd fázisát2Oh, és vitatkoznak pontos számukról. Ezek közül néhány jégszerkezet csak nagyon nagy nyomáson stabil, és még 1000 ° C-on sem olvad meg, ha a nyomás meghaladja a több százezer atmoszférát.

7. A víz számos anomális tulajdonságát a molekulák közötti hidrogénkötések jelenléte magyarázza. Egyetlen vízmolekula szerkezete – H2Az O nagyon egyszerű: a molekuláris pályák hibridizációja miatt az O-H kötések két komponense (kb. 0,1 nanométer hosszúságú) körülbelül 104 ° -os szögben helyezkednek el egymáshoz. E szög közelségét a tetraéderes (109,5 °) és az elektronsűrűség jellemző egyenetlen eloszlása ​​a H molekulákon belül2O lehetővé teszi számukra, hogy könnyen hidrogénkötéseket (H-kötéseket) alkotnak négy legközelebbi szomszédjukkal. Ebben az esetben a hidrogénatomok donorokként működnek, és az oxigénatom két ilyen kötés átlagos elfogadójaként szolgál. Az ilyen H-kötéshálózatokhoz kapcsolódó vízmolekulák háromdimenziós struktúrákat alkotnak, amelyek többé-kevésbé nagy méretű fragmentumokat ábrázolnak egy helyileg megrendelt gyémántszerű tetraéderes kristályrácsból (lásd az ábrát). A szokásos jégkristályoknál az ilyen rács közel van az ideálishoz, és normál körülmények között folyékony vízben ezeknek a kis tetraéderes molekuláris klasztereknek a szerkezete eltorzulhat és idővel gyorsan változhat.

8. Még a molekulák legerősebb hidrogén O ··· H kötéseinek energiája 10-szer gyengébb, mint a kovalens OH kötések energiája, amely külön molekulát képez, ezért a vízben lévő H-kötések háromdimenziós hálózata folyamatosan megtörik és újszerű szerkezetekké alakul át egyszerűen a hőmozgás eredményeképpen molekulákat. Egy H-kötés élettartama nagyon rövid – csak picosekundum (10−12 c). Így a speciális vízszerkezet és a "víz memóriája" csak a rendkívüli törékenységet figyelembe véve beszélhetünk.

9. Másrészt a hidrogénkötések energiája a H molekulák között2Sokkal magasabb, mint a közönséges intermolekuláris kölcsönhatások energiája. Ez az úgynevezett hidrofób hatáshoz vezet, amikor a vízzel gyengén kölcsönhatásban álló molekulák hajlamosak összeállni, így minimalizálva az érintkezési felületet (olajcseppek a vízben) és lehetővé teszik a H molekulák2Mintegy, hozd létre a legtöbb H-kötést.

10. Az intramolekuláris és intermolekuláris hidrogénkötések és a hidrofób hatás a természetben a legfontosabb makromolekulák típusának specifikus szerkezetét és funkcióit is tartalmazza: fehérjék, nukleinsavak és szénhidrátok. Így a DNS-molekula kettős hélixszerkezete rendkívül stabilan fenntartható az egyes komplementer nitrogéntartalmú bázisok – a DNS-struktúra elemei hidrogénkötései miatt, ahol nemcsak az oxigénatomok, hanem a nitrogénatomok is H-kötések akceptoraként működnek.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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