Ιδιότητες και γεγονότα του νερού που πρέπει να γνωρίζετε

Το νερό είναι το πιο άφθονο μόριο στην επιφάνεια της Γης και ένα από τα πιο σημαντικά μόρια που πρέπει να μελετηθούν στη χημεία. Τα γεγονότα της χημείας του νερού αποκαλύπτουν γιατί αυτό είναι ένα τόσο απίστευτο μόριο.

Τι είναι το νερό;

Το νερό είναι μια χημική ένωση. Κάθε μόριο νερού, H₂ Το O ή HOH, αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου συνδεδεμένα με ένα άτομο οξυγόνου.

Ιδιότητες του νερού

Υπάρχουν πολλές σημαντικές ιδιότητες του νερού που το διακρίνουν από άλλα μόρια και το καθιστούν τη βασική ένωση για τη ζωή:

• Η συνοχή είναι βασική ιδιότητα του νερού. Λόγω της πολικότητας των μορίων, τα μόρια του νερού έλκονται μεταξύ τους. Σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου μεταξύ γειτονικών μορίων. Λόγω της συνεκτικότητάς του, το νερό παραμένει υγρό σε κανονικές θερμοκρασίες αντί να εξατμίζεται σε αέριο. Η συνοχή οδηγεί επίσης σε υψηλή επιφανειακή τάση. Ένα παράδειγμα επιφανειακής τάσης φαίνεται από το σφαιρίδιο του νερού σε επιφάνειες και από την ικανότητα των εντόμων να περπατούν πάνω σε υγρό νερό χωρίς να βυθίζονται.
• Η πρόσφυση είναι μια άλλη ιδιότητα του νερού. Η συγκολλητικότητα είναι ένα μέτρο της ικανότητας του νερού να προσελκύει άλλους τύπους μορίων. Το νερό είναι συγκολλητικό σε μόρια ικανά να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με αυτό. Η πρόσφυση και η συνοχή οδηγούν σε τριχοειδική δράση, η οποία παρατηρείται όταν το νερό ανεβαίνει σε έναν στενό γυάλινο σωλήνα ή μέσα στους μίσχους των φυτών.
• Η υψηλή ειδική θερμότητα και η υψηλή θερμότητα εξάτμισης σημαίνουν ότι απαιτείται πολλή ενέργεια για τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού. Εξαιτίας αυτού, το νερό αντιστέκεται σε ακραίες αλλαγές θερμοκρασίας. Αυτό είναι σημαντικό για τις καιρικές συνθήκες αλλά και για την επιβίωση των ειδών. Η υψηλή θερμότητα της εξάτμισης σημαίνει ότι η εξάτμιση του νερού έχει σημαντικό ψυκτικό αποτέλεσμα. Πολλά ζώα χρησιμοποιούν τον ιδρώτα για να διατηρηθούν δροσερά, εκμεταλλευόμενοι αυτό το αποτέλεσμα.
• Το νερό είναι ένα πολικό μόριο. Κάθε μόριο κάμπτεται, με το αρνητικά φορτισμένο οξυγόνο στη μία πλευρά και το ζεύγος θετικά φορτισμένων μορίων υδρογόνου στην άλλη πλευρά του μορίου.
• Το νερό είναι η μόνη κοινή ένωση που υπάρχει σε στερεά, υγρή και αέρια φάση υπό συνήθεις, φυσικές συνθήκες.
• Το νερό είναι αμφοτερικό, που σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργήσει και ως οξύ και ως βάση. Ο αυτοϊοντισμός του νερού παράγει ιόντα Η και ΟΗ.
• Ο πάγος είναι λιγότερο πυκνός από το υγρό νερό. Για τα περισσότερα υλικά, η στερεά φάση είναι πιο πυκνή από την υγρή φάση. Οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού είναι υπεύθυνοι για τη χαμηλότερη πυκνότητα του πάγου. Μια σημαντική συνέπεια είναι ότι οι λίμνες και τα ποτάμια παγώνουν από την κορυφή προς τα κάτω, με πάγο να επιπλέει στο νερό.
• Το καθαρό υγρό νερό σε θερμοκρασία δωματίου είναι άοσμο, άγευστο και σχεδόν άχρωμο. Το νερό έχει ένα αχνό μπλε χρώμα, το οποίο γίνεται πιο εμφανές σε μεγάλους όγκους νερού.
• Το νερό έχει τη δεύτερη υψηλότερη ειδική ενθαλπία σύντηξης όλων των ουσιών (μετά την αμμωνία). Η ειδική ενθαλπία της σύντηξης του νερού είναι 333,55 kJ·kg−1 στους 0 °C.
• Το νερό έχει τη δεύτερη υψηλότερη ειδική θερμοχωρητικότητα από όλες τις γνωστές ουσίες. Η αμμωνία έχει την υψηλότερη ειδική θερμότητα. Το νερό έχει επίσης υψηλή θερμότητα εξάτμισης (40,65 kJ·mol−1). Η υψηλή ειδική θερμότητα και θερμότητα της εξάτμισης προκύπτουν από τον υψηλό βαθμό δεσμού υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού. Μια συνέπεια αυτού είναι ότι το νερό δεν υπόκειται σε γρήγορες διακυμάνσεις θερμοκρασίας. Στη Γη, αυτό βοηθά στην αποφυγή δραματικών κλιματικών αλλαγών.
• Το νερό μπορεί να ονομαστεί γενικός διαλύτης επειδή είναι σε θέση να διαλύει πολλές διαφορετικές ουσίες.

Ενδιαφέροντα γεγονότα για το νερό

• Άλλα ονόματα για το νερό είναι μονοξείδιο του υδρογόνου, οξείδιο, υδροξυλικό οξύ και υδροξείδιο του υδρογόνου.
• Ο μοριακός τύπος του νερού είναι H₂ O
• Μοριακή μάζα:18,01528 (33) g/mol
• Πυκνότητα:1000 kg/m, υγρό (4 °C) ή 917 kg/m, στερεό
• Σημείο τήξεως:0 °C, 32 °F (273,15 K)
• Σημείο βρασμού:100 °C, 212 °F (373,15 K)
• Οξύτητα (pKa):15,74
• Βασικότητα (pKb):15,74
• Δείκτης διάθλασης:(nD) 1,3330
• Ιξώδες:0,001 Pa s στους 20 °C
• Κρυσταλλική δομή:εξαγωνική
• Μοριακό σχήμα:λυγισμένο