ما نوع جزيء الماء؟ لماذا الماء أزرق؟

هل تعرف ما نوع جزيء الماء؟ كل شيء مصنوع من الذرات. الذرة هي أصغر جزء من العنصر، مثل الأكسجين أو الهيدروجين، وتتحد الذرات سويًا ليتكون الجزيء. جزيء الماء (H2O) هو من أهم الجزيئات، وهو يتكون من 3 ذرات فقط: ذرتان هيدروجين (H) وذرة أكسجين (O). تخيل أن قطرة ماء الواحدة تتضمن مليارات من جزيئات الماء. من هنا، في موقع مفاهيم، دعونا نتعرف على نوع جزيء الماء وخصائصه.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• ما نوع جزيء الماء؟
• قطبية جزيء الماء
• الوظائف البيولوجية للماء في الجسم
• أسئلة شائعة حول جزيء الماء
  • 1. متى يغلي الماء؟
  • 2. لماذا تتعرق زجاجات الماء البارد وزجاجات المشروبات الغازية؟
  • 3. لماذا الماء أزرق؟
  • 4. متى يكون الماء هو الأكثر كثافة؟

ما نوع جزيء الماء؟

• يتكون جزيء الماء البسيط من ذرة أكسجين ترتبط بذرتين مختلفتين من الهيدروجين، وتتكون بينهم الروابط قطبية تساهمية؛ بسبب ارتفاع الكهربية لذرة الأكسجين.
• تجذب ذرة الأكسجين الإلكترونات للروابط أكثر من ذرتين الهيدروجين. نتيجة لذلك، تكتسب ذرة الأكسجين شحنة سالبة جزئية، بينما تكتسب كل ذرة الهيدروجين شحنة موجبة جزئية.
• تبلغ زاوية رابطة H-O-H حوالي 105 درجة، وهي أصغر قليلاً من 109.5 درجة المثالية لمدار ذري مهجن.

قطبية جزيء الماء

• ما نوع جزيء الماء؟ نوع جزيء الماء هو قطبي؛ وذلك يرجع إلى شكله. أغلب شحنة الأكسجين السالبة على طرف جزيء الماء، بينا شحنة ذرات الهيدروجين الموجبة على الطرف الآخر.
• إن شكل جزيء الماء ليس خطيًا وغير قطبي، كجزيء ثاني أكسيد الكربون؛ وهذا بسبب اختلاف الشحنات الكهربية بين كل ذراته.
• تصل قيمة الكهربية للهيدروجين إلى 2.1، بينما تساوي كهرسلبية الأكسجين 3.5. عندما يقل الفرق بين القيم الكهربية، تكون الذرات روابط تساهمية.
• يوجد اختلاف ملحوظ بين قيم الكهربية في الروابط الأيونية. الهيدروجين والأكسجين كلاهما مواد لافلزية في الظروف العادية؛ ولكن ذرات الأكسجين أكثر سالبية كهربية من ذرات الهيدروجين، لذلك تتشكل روابط كيميائية تساهمية قطبية.
• تنجذب الإلكترونات ذات الشحنة السالبة إلى ذرة الأكسجين عالية السالبية الكهربية، مما يجعل المنطقة المحيطة بالأكسجين أكثر سلبية من تلك المحيطة بذرتين الهيدروجين.
• تنجذب ذرتا الهيدروجين إلى ذرة الأكسجين، لكنهما ينفران عن بعضهما البعض؛ لأن ذرات الهيدروجين موجبة الشحنة.
• على الرغم من قطبية الرابطة التساهمية بين ذرات جزيء الماء، فإن الجزيء متعادل كهربائيًا. كل جزيء ماء هو عبارة عن 10 بروتونات و 10 إلكترونات بشحنة تبلغ 0.

الوظائف البيولوجية للماء في الجسم

إليك دور جزيء الماء ووظائفه الحيوية في الكائن الحي:

• المستقلب: يعمل الماء كمستقلب في العديد من التفاعلات الأيضية، بما في ذلك التكثيف والتحلل المائي. على سبيل المثال، يؤدي تكثيف الأحماض الأمينية إلى تكوين العديد من الإنزيمات المهمة (البروتينات).
• مذيب: هذا يعني أن بعض المواد قد تذوب في الماء. قد تشتمل الجزيئات التي تذوب في الماء على الأكسجين والإنزيمات والسكريات.
• النقل المائي: جزيئات الماء لها خاصية تسمى التماسك؛ أي يلتصقون ببعضهم البعض، مما يساعد في نقل المياه. يعد التماسك ضروريًا في النباتات؛ لأن الماء يلتصق ببعضه البعض ليتم سحبها في أعمدة، عبر أوعية نسيج الخشب، إلى مناطق مختلفة من النبات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن نقل المياه داخل وخارج الخلايا عن طريق التناضح.
• التحكم في درجة الحرارة: يمكن للمياه أن تساعد في درجة الحرارة؛ لأنها تتمتع بسعة حرارية عالية النوعية وحرارة تبخر كامنة عالية.

أسئلة شائعة حول جزيء الماء

1. متى يغلي الماء؟

• تصل مرحلة غليان الماء عند رؤية الفقاعات تتكون داخل السائل، مما يدل على التغيير من المرحلة السائلة أو الصلبة للمادة إلى المرحلة الغازية.
• نقطة الغليان هي درجة الحرارة التي تحدث عن تساوي ضغط بخار السائل مع الضغط الجوي لمستوى سطح البحر.
• عند مستوى سطح البحر، يكون الضغط الجوي مرتفعًا، والماء يغلي عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت)، ولكن في الارتفاعات العالية يكون أقل، لذلك يغلي الماء عند درجة حرارة منخفضة.

2. لماذا تتعرق زجاجات الماء البارد وزجاجات المشروبات الغازية؟

• تظهر زجاجة الماء البارد أنها متعرقة؛ لأنها تعد مصدرًا لتبريد بخار الماء الموجود في الهواء المحيط بالزجاجة. قد يحتوي الهواء الدافئ نسبيًا على بخار ماء أكثر من الهواء البارد.
• تتعرق زجاجة الماء البارد؛ لأن الهواء الدافئ يبرد بالقرب من الزجاجة، ويتكثف بعض بخار الماء على شكل سائل، ثم يُرسب على سطح الزجاجة الخارجي.

3. لماذا الماء أزرق؟

يظهر الماء باللون الأزرق لسببين مهمين.

• قد لا يظهر لون الماء في كوب صغير من الماء وتلاحظ أنه عديم اللون، ولكن عندما تنظر إلى ماء البحر أو الأنهار تجد أن لون الماء لون أزرق، ويرجع السبب وراء ذلك هو امتصاص الماء للضوء ولاسيما في حالة الطول الموجي الأحمر.
• بالنسبة للمسطحات المائية الأكبر -البرك والأنهار والبحيرات والمحيطات- تظهر المياه باللون الأزرق في الأيام الصافية؛ لأنها تعكس زرقة السماء. في الأيام التي تمتلئ فيها السماء بالغيوم، تصبح المسطحات المائية باللون الرمادي.

4. متى يكون الماء هو الأكثر كثافة؟

• تكون كثافة الماء في أعلى مستوياتها عند حوالي 4 درجات مئوية (39.2 درجة فهرنهايت)، في المرحلة السائلة.
• الجليد، المرحلة الصلبة للماء، يطفو أكثر، لذلك يتشكل على سطح المسطحات المائية، ويتجمد إلى أسفل. نادرًا ما تتجمد البحيرات والأنهار تمامًا، وقد تصبح المياه السائلة الموجودة بالأسفل ملاذًا شتويًا للحياة المائية.
• عندما يذوب الجليد في الربيع، يذوب سطح الماء الدافئ ببطء، مما يؤدي إلى إزاحة الماء الموجود أسفله وخلط العناصر الغذائية في جميع أنحاء عمود الماء.