Из курса физики 7 класса известно, что вода — это вещество, имеющее исключительно важное значение для Земли. Облик нашей планеты и сама жизнь на ней определяется наличием воды во всех трёх агрегатных состояниях. Поговорим об удивительных свойствах воды, позволивших ей стать настолько важной для нашего существования.
Несимметричность распределения заряда (говорят «полярность» молекулы) обуславливает способность воды образовывать межмолекулярные связи (называемые водородными). В результате у воды появляется ряд интересных свойств.
Свойства воды
Важнейшее свойство воды — способность растворять многие вещества. Молекулы веществ, попадая в раствор, окружаются полярными молекулами воды, которые препятствуют возвращению молекул в исходное тело, вещество начинает растворяться. В растворе молекулы веществ получается более «свободными», в результате становятся возможными многие химические реакции, которые не происходят между твёрдыми веществами.
Лимонная кислота и пищевая сода не реагируют друг с другом в виде порошков. Однако стоит залить смесь порошков водой — начнётся бурная реакция.
Более странное свойство демонстрирует вода при затвердевании. Из опыта все знают, что лёд плавает на поверхности воды, хотя большинство веществ в твёрдом состоянии увеличивают плотность. Следовательно, плотность льда меньше. Почему?
Дело опять в образовании водородных связей. При образовании льда молекулы воды образуют водородные связи и выстраиваются в «ажурную» структуру. Плотность льда оказывается меньше плотности воды.
Не менее удивительны тепловые свойства воды. Они также определяются водородными связями. На их построение и разрыв требуется дополнительная энергия, поэтому вода обладает аномально высокой теплоёмкостью и теплотой парообразования.
Значение воды для жизни
Комплекс свойств воды делает её незаменимой для существования жизни на Земле. Фактически живые существа являются «растворами», содержащимися в клетках-«пробирках» из белковых оболочек. В каждой «пробирке» идёт множество биохимических реакций при непосредственном участии воды.
Растения в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды синтезируют глюкозу и выделяют кислород. Однако атомы кислорода, выделяемые растениями, изначально входят в молекулы воды. Атомы кислорода, входящие в поглощённую молекулу углекислого газа, переходят в молекулы глюкозы и усваиваются растениями.
Что мы узнали?
Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода и способна к образованию связей, называемых водородными. Это в свою очередь определяет способность воды растворять другие вещества, иметь высокую теплоёмкость и малую плотность в твёрдом состоянии. Кроме того, без воды невозможна жизнь.
