10 faktov o vode

10 faktov o vode

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

1. Voda je jediná chemická látka, ktorá je široko distribuovaná pri prírodných podmienkach na povrchu Zeme vo všetkých troch agregovaných stavoch: kvapalná, tuhá a plynná.

2. Je všeobecne známe, že približne 71% zemského povrchu je pokrytých oceánmi, ktoré obsahujú približne 96,5% celej vody na planéte alebo 1,4 × 1018 ton. Zvyšná voda na povrchu je uložená v polárnom ľade, horských ľadovcoch, riekach a jazerách, ako aj v podzemných zdrojoch a nádržiach.

3. Je oveľa menej známe, že rovnaké, ak nie viac, množstvo vody sa nachádza hlboko v plášti Zeme a väčšinou nie vo forme molekúl H.2O a v kryštalickej mriežke nominálne bezvodých minerálov plášťa vo forme defektov pozostávajúcich z iónov H+ alebo OH.

4. Jazero Baikal – najväčšia rezervácia sladkej vody na svete: 23 600 km3, Lake Superior – najväčší v Veľkých jazerách Severnej Ameriky – je dvakrát menej ako Bajkal v objeme (11 600 km3), ale na druhej strane je 2,5 krát väčší ako Bajkal z hľadiska plochy a je v tomto zmysle najväčším sladkovodným jazerom na Zemi.

5. Rovnako ako u väčšiny kvapalín, hustota vody sa zvyšuje počas chladenia.Na rozdiel od väčšiny kvapalín je však hustota zmrznutého vodného ľadu menšia ako hustota kvapalnej vody v rovnováhe s týmto ľadom. Toto abnormálne správanie vedie k prítomnosti maximálnej hustoty vody pri teplote okolo 4 ° C, čo je mimoriadne dôležité pre život na Zemi. Ak by voda bola počas zmrazovania najhustejšia, v zime by jazerá a rieky nezmrazovali z povrchu do vnútrozemia, ale od dna k povrchu, zatiaľ čo všetky plávajúce zvieratá by zomreli.

6. Okolo 18 kryštálových modifikácií ľadu je známe – tiež druh záznamu. Vedci stále objavujú nové pevné fázy H2Oh a hádajte sa o ich presnom počte. Niektoré z týchto ľadových štruktúr sú stabilné len pri veľmi vysokých tlakoch a neroztavia ani pri 1000 ° C, ak tlak presahuje niekoľko stoviek tisíc atmosfér.

7. Mnohé anomálne vlastnosti vody sa vysvetľujú prítomnosťou vodíkových väzieb medzi jej molekulami. Štruktúra jednej molekuly vody – H2O je pomerne jednoduché: kvôli hybridizácii molekulárnych orbitálov sú dve zložky jeho O-H väzieb (každá o dĺžke 0,1 nanometra) umiestnené pod uhlom asi 104 ° navzájom. Blízkosť tohto uhla k tetraedrálnemu (109,5 °) a charakteristické nerovnomerné rozloženie hustoty elektrónov vo vnútri molekúl H2O im umožňuje ľahko vytvárať vodíkové väzby (H-väzby) so svojimi štyrmi najbližšími susedmi. V tomto prípade atóm vodíka pôsobí ako darcovia a atóm kyslíka slúži ako priemerný akceptor dvoch takýchto väzieb. Molekuly vody pripojené takými sieťami H-väzieb tvoria trojrozmerné štruktúry, ktoré predstavujú viac alebo menej veľké fragmenty lokálne usporiadanej diamantovej štvorcestnej kryštalickej mriežky (pozri obrázok). V kryštáloch obyčajného ľadu je takáto mriežka blízka ideálu av tekutej vode za normálnych podmienok môže byť štruktúra týchto malých štvorcových molekulových zoskupení skreslená a časom sa mení.

8. energie i najmocnejší vodíka O ··· N väzieb medzi molekulami, je 10 krát slabšie než energia zložky jednej molekuly kovalentná O-H väzieb, takže trojrozmerná sieť vodíkových väzieb vo vode sa neustále rozbité a novo usporiadať nové podobné štruktúre jednoducho ako výsledok tepelného pohybu molekuly. Životnosť jednej H-väzby je veľmi krátka – len o pikosekundách (10−12 c). Zvláštnu štruktúru vody a "spomienku na vodu" možno hovoriť len vzhľadom na ich extrémnu krehkosť.

9. Na druhej strane energia vodíkových väzieb medzi molekulami H2Je oveľa vyššia ako energia bežných intermolekulárnych interakcií. To vedie k takzvanému hydrofóbnemu účinku, keď molekuly, ktoré slabo interagujú s vodou, majú tendenciu spájať sa, čo minimalizuje kontaktný povrch (kvapôčky oleja vo vode) a umožňuje molekulám H2O vytvorení najväčšieho počtu H-dlhopisov.

10. Intramolekulárne a intermolekulárne vodíkové väzby a hydrofóbny účinok tiež poskytujú špecifickú štruktúru a funkcie troch najdôležitejších typov makromolekúl v prírode: proteíny, nukleové kyseliny a uhľohydráty. Štruktúra dvojitej helixu molekuly DNA je teda mimoriadne stabilne udržiavaná kvôli vodíkovým väzbám medzi jednotlivými komplementárnymi dusíkatými bázami – prvkami štruktúry DNA, kde ako akceptor H-väzieb pôsobia nielen atómy kyslíka, ale aj atómy dusíka.


Like this post? Please share to your friends:
Pridaj komentár

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