10 fakta om vann

10 fakta om vann

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

1. Vann er det eneste kjemiske stoffet som er bredt fordelt under naturlige forhold på jordens overflate i alle tre aggregeringsforholdene: væske, fast og gassformig.

2. Det er velkjent at ca 71% av jordoverflaten er dekket av hav, som inneholder ca 96,5% av alt vannet på planeten, eller 1,4 × 1018 tonn. Resterende vann på overflaten lagres i isbjørn, fjellbrett, elver og innsjøer, samt i underjordiske kilder og reservoarer.

3. Det er mye mindre kjent at det samme, om ikke mer, mengde vann ligger dypt i jordens mantel, og det meste ikke i form av H-molekyler.2O, og i krystallgitteret av nominelt vannfrie mantelmineraler i form av defekter bestående av Hioner+ eller OH.

4. Baikal-sjøen – Det største reservoaret av ferskvann på planeten: 23.600 km3. Lake Superior – den største i Great Lakes-systemet i Nord-Amerika – er to ganger mindre enn Baikal når det gjelder volum (11.600 km3), men på den annen side er det 2,5 ganger større enn Baikal når det gjelder areal og er i denne forstand den største ferskvannsjøen på Jorden.

5. Som med de fleste væsker øker densiteten av vann under kjøling.Imidlertid, i motsetning til de fleste væsker, er tettheten av frossen vannis – mindre enn tettheten av flytende vann i likevekt med denne isen. Denne unormale oppførelsen fører til tilstedeværelse av en maksimal tetthet av vann ved en temperatur på ca. 4 ° C, noe som er ekstremt viktig for livet på jorden. Hvis vannet var mest tett under frysing, ville vinteren og innsjøene ikke fryse fra overflaten innlandet, men fra bunnen til overflaten, mens alle flytende dyr ville dø.

6. Omkring 18 krystallmodifikasjoner av is er kjent – også en slags rekord. Forskere oppdager fortsatt nye solide faser av H2Åh og argumenterer for deres eksakte nummer. Noen av disse isstrukturene er stabile bare ved svært høye trykk og smelter ikke jevnt ved 1000 ° C, dersom trykket overstiger flere hundre tusen atmosfærer.

7. Mange uregelmessige egenskaper av vann forklares av nærværet av hydrogenbindinger mellom molekylene. Strukturen av et enkelt vannmolekyl – H2O er ganske enkelt: På grunn av hybridiseringen av molekylære orbitaler er de to komponentene i sine O-H-bindinger (hver ca. 0,1 nanometer i lengden) plassert i en vinkel på omtrent 104 ° til hverandre. Nærheten av denne vinkelen til tetrahedral (109,5 °) og den karakteristiske ujevne fordeling av elektrontetthet inne i molekylene H2O gjør at de enkelt kan danne hydrogenbindinger (H-obligasjoner) med sine fire nærmeste naboer. I dette tilfellet fungerer hydrogenatomer som donorer, og oksygenatomet tjener som en gjennomsnittlig akseptor for to slike bindinger. Vannmolekyler knyttet til slike H-bindingsnett danner tredimensjonale strukturer som representerer mer eller mindre store fragmenter av et lokalt bestilt diamantlignende tetraedrisk krystallgitter (se fig.). I en krystall av vanlig is er en slik gitter nær ideell, og i flytende vann under normale forhold kan strukturen av disse små tetraedrale molekylære klynger forvrenges og endres raskt med tiden.

8. Energien til selv de sterkeste hydrogen O ··· H-bindingene mellom molekylene er 10 ganger svakere enn energien til de kovalente OH-bindingene som danner et eget molekyl, derfor er det tredimensjonale nettverket av H-bindinger i vann konstant ødelagt og omorganisert til nye lignende strukturer, ganske enkelt som følge av termisk bevegelse molekyler. Livet til en H-binding er svært kort – bare om pikosekund (10−12 c). Dermed kan den spesielle strukturen av vann og "minnet om vann" talt bare med tanke på deres ekstreme skjøthet.

9. På den annen side bryter energien av hydrogen mellom molekylene H2Det er mye høyere enn energien til vanlige intermolekylære interaksjoner. Dette fører til den såkalte hydrofobe effekten når molekyler som virker svake med vann, har en tendens til å komme sammen, og dermed minimere kontaktflaten (oljedråper i vann) og tillate H-molekylene2Om lag det største antall H-obligasjoner.

10. Intramolekylære og intermolekylære hydrogenbindinger og den hydrofobe effekten gir også den spesifikke strukturen og funksjonene til de tre viktigste typene av makromolekyler i naturen: proteiner, nukleinsyrer og karbohydrater. Dermed er DNA-molekylets doble helixstruktur ekstremt stabilt opprettholdt på grunn av hydrogenbindinger mellom individuelle komplementære nitrogenbaser – elementene i DNA-strukturen, hvor ikke bare oksygenatomer, men også nitrogenatomer virker som akseptor av H-bindinger.


Like this post? Please share to your friends:
Legg att eit svar

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