מולקולת מים

מים הם אלמנט שעלינו לחיות וכדי שיהיו חיים עלי אדמות כפי שאנו מכירים אותם כיום. ה מולקולת מים הוא מורכב משני אטומי מימן ואטומי חמצן אחד המחוברים לקשר קוולנטי. משמעות הדבר היא ששני אטומי המימן וזהו של חמצן מאוחדים בזכות כך שהם חולקים ביניהם אלקטרונים. הנוסחה למולקולת המים היא H2O. ישנם מאפיינים רבים שיש למולקולת המים ובזכותה ישנם מספר רב של תהליכים שמולידים התפתחות חיים.

לכן, אנו מקדישים מאמר זה כדי לספר לך את כל מה שאתה צריך לדעת על מולקולת המים.

ניתוח מולקולת המים

אם ננתח את המולקולה הזו נוכל לראות שזווית ההתקשרות של הקשר הקוולנטי בין מימן לחמצן היא 104.5 מעלות. ניתן להשיג זאת באמצעות ניתוח ספקטרוסקופי וצילום רנטגן. המרחק הממוצע בין אטומי מימן לחמצן הוא של 96.5 אחר הצהריים או, מה זהה, 9.65 • 10-8 מילימטרים.

לא ניתן להשוות מרחקים אלה לשום דבר שעין האדם יכולה לראות. סידור האלקטרונים במולקולת המים הוא זה שמתקשר עם הא-סימטריה החשמלית מכיוון שיש רמה שונה של אלקטרונטיביות בין מימן לחמצן. אנו קוראים לנגנון אלקטרוני ל- היכולת של אטום למשוך אלקטרונים המשותפים בקשר קוולנטי. אנו זוכרים שקשר קוולנטי הוא קשר שנוצר בין שני אטומים שאינם מתכתיים.

מכיוון שלחמצן יש יותר אלקטרונגטיביות מאשר מימן, סביר יותר כי אלקטרונים יהיו קרובים יותר לאטום החמצן מאשר למימן. הסיבה לכך היא כי אלקטרונים טעונים שלילית. העובדה שהאלקטרונים הולכים בעיקר לאטומי החמצן גורמת לאטום המימן להיות בעל מטען חיובי מסוים. מטען זה נקרא המטען החלקי החיובי. זה של חמצן נקרא המטען החלקי השלילי.

ההבדל בין אלקטרונים חיוביים ושליליים הקרובים לשני האטומים הופך את מולקולת המים למולקולה קוטבית. כלומר, למולקולה יש חלק עם קוטב שלילי וחלק אחר עם קוטב חיובי. אף על פי שכל המולקולה היא ניטרלית, מן האופי הקוטבי הזה נגזרים כל התכונות הפיזיקוכימיות והביולוגיות שלה.

אינטראקציות בין מולקולות

כאשר כמה מולקולות מים קרובות מאוד זו לזו הן מסוגלות ליצור מתיחה בין אטומי החמצן של המולקולות בנפרד. הסיבה לכך היא שלחמצן יש מטען חלקי שלילי ולאחד מהמימנים יש מטען חלקי חיובי. לכן, החלק החיובי של מולקולת מים אחת נמשך לחלק השלילי של מולקולת המים האחרת. סוג זה של אינטראקציה בין מולקולות נקרא כמקור מימן. זה קורה הרבה במולקולות האלה מכיוון שהן מסודרות בצורה כזו ש כל מולקולת מים מסוגלת לקשר עם 4 מולקולות נוספות. סוג זה של אינטראקציה מתרחש עם קרח.

הקשרים בין המימנים מתרחשים הודות לעובדה שיש אטום עם מטען חלקי שלילי ומימן עם מטען חלקי חיובי. זה הופך את הקישורים לא ייחודיים למים. קשרי אינטראקציה אלה מתרחשים גם בחנקן, פלואור ומימן במולקולות אחרות המכילות חלבונים ו- DNA.

בואו נראה מה התכונות הפיזיקוכימיות של מולקולת המים. בין המאפיינים והמאפיינים הללו אנו יכולים להדגיש את הקיבולת והממיס. אסור לנו לשכוח שמים נחשבים לממס האוניברסלי. מאפיין נוסף של מולקולת המים הוא החום הספציפי הגבוה שלה וחום האידוי שלה. יש לו גם לכידות והידבקות רבה, צפיפות לא תקינה, ומתפקד כמגיב כימי.

אם אנו משתמשים בתכונות של מים אנו רואים שהם מסוגלים לפזר בתוכם מספר רב של תרכובות בזכות אופיים הקוטבי. כפי שהזכרנו בעבר, למרות שהמולקולה כולה היא ניטרלית, העובדה שיש לה חלק חיובי וחלק שלילי היא מה זה נותן את המאפיינים הפיזיקוכימיים שהמים כל כך נחוצים להם לחיים. לפיכך, הוא עובד עם מלחים וחומרים יוניים אחרים בהם מולקולת המים מכוונת את הקטבים שלה. אוריינטציה זו של הקטבים ניתנת כפונקציה של מטענים של שני יונים, הצבת הקוטב השלילי בצד אחד והקוטב החיובי בצד השני. לדוגמא, עם חומרים קוטביים כמו אתנול, מים פועלים בצורה דומה. הוא מתנגד לקוטב אחד כנגד אחר עם הסימון ההפוך של החומר.

מאפייני מולקולת המים

למולקולת המים יש חום ספציפי גבוה. החום הספציפי הזה הוא לא יותר מכמות החום שצריך להעביר אליו גרם מים כדי להצליח להעלות את הטמפרטורה שלו במעלה אחת. מצד שני, יש לנו את חום האידוי. זוהי כמות האדים שיש למרוח על גרם נוזל כדי שיעבור לגרם אדים. אנו יודעים שלמולקולת המים יש חום ואידוי ספציפי גבוה בזכות הגשרים המצטרפים לאטומי המימן. כלומר, כדי להעלות את טמפרטורת המים במעלה אחת, כל המולקולות צריכות להגביר את הרטט שלהן. לשם כך הם שוברים את קשרי המימן כך שהם יכולים להעביר גרם מים נוזליים לגרם מי קיטור.

העובדה שיש לו ערך גבוה של חום אידוי נובעת מכך שהוא יכול לעבור. מאפיין נוסף של מולקולת המים הוא הלכידות. השאלה היא הנטייה ששתי מולקולות צריכות להיות מאוחדות. שוב בזכות קשרי המימן של מולקולת המים, הלכידות גבוהה. ההצטרפות היא הנטייה של שתי מולקולות שונות להיקשר זו לזו. זה גורם למולקולת המים להיצמדות גבוהה לתרכובות היוניות והקוטביות. זה היישום שמתרחש כשקורה שמים נדבקים למשטחים שונים.

אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על מולקולת המים.