10 fapte despre apă

10 fapte despre apă

Andrey Kalinichev
"Opțiunea Trinității – Știință" №10 (254), 22 mai 2018

1. Apa este singura substanță chimică distribuită pe scară largă în condiții naturale pe suprafața Pământului în toate cele trei stări de agregare: lichidă, solidă și gazoasă.

2. Este bine cunoscut faptul că aproximativ 71% din suprafața pământului este acoperită de oceane, care conțin aproximativ 96,5% din toată apa de pe planetă sau 1,4 × 1018 tone. Apa rămasă de pe suprafață este depozitată în gheață polară, ghețari montani, râuri și lacuri, precum și în surse subterane și rezervoare.

3. Este mult mai puțin cunoscut faptul că aceeași cantitate de apă, dacă nu mai mult, este localizată adânc în mantaua Pământului și, în majoritate, nu sub formă de molecule H.2O și în rețeaua cristalină a mineralelor mantalei anhidre nominale, sub formă de defecte constând din ioni H+ sau OH.

4. Lacul Baikal – cel mai mare rezervor de apă dulce de pe planetă: 23.600 km3. Lacul Superior – cel mai mare din sistemul Great Lakes din America de Nord – este de două ori mai mic decât Baikal în ceea ce privește volumul (11.600 km3), dar pe de altă parte, este de 2,5 ori mai mare decât Baikal din punct de vedere al ariei și este în acest sens cel mai mare lac de apă dulce de pe Pământ.

5. Ca și în majoritatea lichidelor, densitatea apei crește în timpul răcirii.Cu toate acestea, spre deosebire de cele mai multe lichide, densitatea apei înghețate – gheață – este mai mică decât densitatea apei lichide în echilibru cu această gheață. Acest comportament anormal conduce la prezența unei densități maxime de apă la o temperatură de aproximativ 4 ° C, ceea ce este extrem de important pentru viața de pe Pământ. Dacă apa ar fi cea mai densă în timpul înghețării, în timpul iernii, lacurile și râurile nu vor îngheța de la suprafață în interiorul țării, ci de jos până la suprafață, în timp ce toate animalele plutitoare ar muri.

6. Sunt cunoscuți aproximativ 18 modificări ale cristalelor de gheață – și un fel de înregistrare. Oamenii de știință descoperă încă noi faze solide ale lui H2Oh și vorbiți despre numărul lor exact. Unele dintre aceste structuri de gheață sunt stabile doar la presiuni foarte mari și nu se topesc nici măcar la 1000 ° C, dacă presiunea depășește câteva sute de mii de atmosfere.

7. Multe proprietăți anomale ale apei sunt explicate prin prezența legăturilor de hidrogen între moleculele sale. Structura unei singure molecule de apă – H2O este destul de simplă: datorită hibridării orbitalilor moleculari, cele două componente ale legăturilor lui O-H (fiecare cu lungimea de 0,1 nanometri) sunt situate la un unghi de aproximativ 104 ° unul față de celălalt. Apropierea acestui unghi față de tetraedru (109,5 °) și distribuția caracteristică neuniformă a densității electronilor în moleculele H2O le permite să formeze cu ușurință legături de hidrogen (legături H) cu cei patru vecini apropiați. În acest caz, atomii de hidrogen acționează ca donatori și atomul de oxigen servește ca acceptor mediu pentru două astfel de legături. Moleculele de apă legate de astfel de rețele de legături H formează structuri tridimensionale reprezentând fragmente mai mult sau mai puțin mari ale unei lattice cristaline tetraedrice comandate local (vezi fig.). Într-un cristal de gheață obișnuită, o astfel de rețea se apropie de cea ideală și în apă lichidă în condiții normale, structura acestor mici grupări moleculare tetraedrice poate fi distorsionată și se schimbă rapid cu timpul.

8. Energia celor mai puternici legături de hidrogen între molecule este de 10 ori mai slabă decât energia legăturilor covalente OH care formează o moleculă separată, prin urmare rețeaua tridimensională de legături H în apă este în mod constant ruptă și reorganizată în structuri noi similare pur și simplu ca rezultat al mișcării termice molecule. Durata de viață a unei legături H este foarte scurtă – doar despre picosecundă (10−12 c). Astfel, structura specială a apei și "memoria apei" pot fi rostite doar ținând cont de fragilitatea lor extremă.

9. Pe de altă parte, energia legăturilor de hidrogen între moleculele H2Este mult mai mare decât energia interacțiunilor intermoleculare obișnuite. Aceasta conduce la așa-numitul efect hidrofob când moleculele care interacționează slab cu apa tind să se unească, reducând astfel suprafața de contact (picăturile de ulei în apă) și permițând moleculelor H2Despre crearea celui mai mare număr de obligațiuni H.

10. Legăturile hidrogen intramoleculare și intermoleculare și efectul hidrofob oferă de asemenea structura și funcțiile specifice celor trei tipuri de macromolecule cele mai importante în natură: proteine, acizi nucleici și carbohidrați. Astfel, structura dublă helix a moleculei ADN este menținută extrem de stabil datorită legăturilor de hidrogen dintre bazele azotate complementare individuale – elementele structurii ADN, unde nu numai atomii de oxigen, ci și atomii de azot acționează ca un acceptor al legăturilor H.


Like this post? Please share to your friends:
Lasă un răspuns

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