يوجد الماء في الطبيعة على شكل ثلاثة أشكال مختلفة ، وهو في حالة سائلة ، وفي حالة صلبة ، مثل الجليد والثلج ، وهو في حالة غازية مثل بخار الماء ، ودرجة الصفر مئوية هي نقطة تجمد الجليد.
تبلغ درجة غليان الماء مائة درجة مئوية ، وعندما حلل العلماء الماء كيميائيًا ، وجدوا أنه يتكون من مادتين ، وهما الأكسجين والهيدروجين ، والمادتان قابلتان للاشتعال.
اكتشف مما يتكون جزيء الماء
يسمي العلماء الماء باسم علمي وهو أكسيد الهيدروجين لأنه مركب كيميائي يتكون من ذرتين من الأكسجين وذرة هيدروجين واحدة ، وتحتوي قطرة ماء على ملايين الجزيئات.
الجزيئات الموجودة في الماء عبارة عن اتحاد ذرات غاز الهيدروجين مع ذرات غاز الأكسجين العادي ، ومن الممكن أن يحتوي الماء على ذرة هيدروجين ثقيلة ، وهي أثقل من الهيدروجين العادي.
عندما يحتوي الماء على ذرات هيدروجين ثقيلة ، والتي تسمى الديوتيريوم ، فإن هذا الماء يسمى الماء الثقيل ، وجزيئات الماء مرتبطة ببعضها البعض بقوة الروابط الكيميائية وقوة الروابط الهيدروجينية.
الروابط الكيميائية في جزيء الماء.
يتم تحديد الروابط الكيميائية في الماء بناءً على القوى التي تربط ذرات الهيدروجين بذرات الأكسجين ، واكتشف العلماء أن الإلكترون يدور حول نواة كل ذرة هيدروجين.
اكتشف العلماء أيضًا أن ذرة الأكسجين يمكن أن يكون لها إلكترونان يدوران حول نواتها ، ويتم ملء الفجوة في ذرتي الهيدروجين عن طريق دوران هذه الإلكترونات.
عندما تدور الإلكترونات حول ذرة الأكسجين ويمتلئ الفراغ الموجود في ذرتي الأكسجين ، يصبح جزيء الماء أكثر قوة وله تركيبة قوية تتفكك بسهولة شديدة عندما تصل إلى نقطة الغليان.
روابط الهيدروجين في جزيء الماء
يتم تحديد الروابط الهيدروجينية الموجودة في جزيء الماء من خلال الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء مع بعضها البعض.
يتحقق هذا الارتباط من خلال حقيقة أن كل جزيء ماء يحتوي على شحنة موجبة في النهاية وهناك شحنة سالبة في الطرف المقابل ، وتصبح الروابط في جزيء الماء أقوى وأكثر صلابة عندما تتقاطع الشحنات الموجبة والسالبة. . .
الخواص الكيميائية للماء
يصف العلماء الماء من وجهة نظر كيميائية بأنه مذيب قوي ، ويصفه العلماء بأنه المذيب العام لأن معظم المواد التي عرفها العلماء عندما أجروا التجارب وُضعت في الماء ، لذا فهي تذوب بسهولة.
وهناك مذيبات أخرى تعمل على إذابة المواد ولكن هذه المذيبات تتفاعل مباشرة مع هذه المواد باستثناء الماء الذي يتميز بأنه مذيب يذيب المواد دون التفاعل معها.
كما أن من الخواص الكيميائية للماء أنه ضعيف في التأين لأنه يحول الجزيئات إلى أيونات ، وعندما تتحلل هذه الأيونات يؤثر ذلك على حموضة الماء ويصبح الماء مزعجًا.
خصائص المياه
الماء كما نعلم هو من أهم مكونات الحياة ، حيث أن له العديد من الخصائص والخصائص التي تميزه عن السوائل الأخرى ، ومن هذه الخصائص:
أول هذه الخصائص هو التماسك ، والتماسك هو خاصية أساسية ومهمة للماء ، لأنه بسبب الترابط الهيدروجيني بين الجزيئات المجاورة ، تنجذب جزيئات الماء إلى بعضها البعض.
عندما تنجذب جزيئات الماء لبعضها البعض ، يُسمح للماء بالبقاء في حالة سائلة عند درجات الحرارة العادية ولا يتحول إلى حالة غازية.
الخاصية الثانية للماء هي خاصية الالتصاق ، حيث يمكن أن يجذب الماء أنواعًا أخرى من الجزيئات ، وهذه الجزيئات لديها القدرة على تكوين روابط هيدروجينية معها.
تساعد خاصية الالتصاق في خاصية التماسك في العديد من العمليات مثل تسهيل وتسهيل عمل الشعيرات الدموية ، كما تعمل على تسهيل الحركة الأفقية للمياه داخل سيقان النباتات.
من خصائص الماء أيضًا درجة حرارته المحددة ، حيث يحتاج الماء إلى الكثير من الحرارة لكسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئاته ، وهذا يسمح له بمقاومة التغيرات المفاجئة في الطقس.
بعض خواص الماء
يلعب تبخر الماء دورًا رئيسيًا وهامًا في التبريد وتستخدم العديد من الحيوانات هذه الوظيفة للحفاظ على برودتها من خلال التعرق.
ومن خصائص الماء أنه يتجمد من أعلى إلى أسفل ، وذلك بسبب قلة كثافة الجليد ، والسبب في ذلك يعود إلى الروابط الهيدروجينية في الماء.
من خصائص الماء أنه يعتبر أن الماء هو المركب الوحيد الموجود في الحالة السائلة والصلبة والغازية في ظل الظروف الطبيعية ، كما أن من خصائص الماء أنه يمكن أن يكون حمضيًا وقاعدة.
دورة المياه
حركة الماء على الأرض ، داخل الأرض وعلى الأرض ، كل هذا يعرف بدورة الماء ، حيث يكون الماء دائمًا في حالة حركة مستمرة ودائمة ، وأيضًا في حالات متغيرة ، كما هو موجود في الحالات السائلة والصلبة والغازية.
هذه الحركة ، وهي حركة الماء ، تعمل على سطح الأرض منذ زمن بعيد ، أي منذ بلايين السنين. بدون هذه الحركة ، لن تكون هناك حياة على الأرض.
تبدأ دورة المياه في المحيطات ، حيث يوجد معظم مياه الأرض في المحيطات ، ثم تقوم الشمس بتسخين مياه البحار والمحيطات ، وتحول الشمس جزءًا من الماء إلى بخار يرتفع إلى الهواء.
ثم تكتمل هذه الدورة بارتفاع التيارات الهوائية التي تحمل بخار الماء وتوصيله إلى الغلاف الجوي ، حيث يتكثف البخار بسبب درجات الحرارة المنخفضة في السحب.
تعمل التيارات الهوائية على تحريك السحب حول العالم ، حيث تسقط هذه السحب على شكل قطرات ماء وتتدفق هذه القطرات فوق سطح الأرض ، أو تتحول إلى مياه جوفية.
بعد أن تحرك التيارات الهوائية السحب حول العالم ، يمكن أن تتساقط هذه السحب على شكل ثلج ، وعندما يذوب هذا الثلج ، يعود معظم هذا الهطول إلى المحيطات.
الأهمية الحيوية للمياه
يعد الماء عنصرًا أساسيًا في حدوث عملية التمثيل الضوئي وإكمالها ، كما أنه ضروري لعملية التنفس الخلوي في الكائنات الحية ، نظرًا لأن الخلايا النباتية ، عند حدوث عملية التمثيل الضوئي ، تفصل بين الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون.الأكسجين.
عندما تقوم الخلايا النباتية بفصل الهيدروجين عن الأكسجين في جزيء الماء باستخدام الطاقة الشمسية ، يتحد الأكسجين مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين الجلوكوز وإطلاق الأكسجين.
في المقابل ، تحرق الكائنات الحية السكر باستخدام الأكسجين لإطلاق الماء وثاني أكسيد الكربون لتوفير الطاقة ودعم الحياة.
من الأهمية الحيوية للمياه أيضًا أنها توفر وسطًا معتدلًا ودرجة الحموضة ، وبالتالي تساعد في عمل الإنزيمات ، ومن المعروف أن جميع الكائنات الحية تحتاج إلى كميات وفيرة من الماء للقيام بعمليات حيوية.
يعمل الماء على التحكم في درجة حرارة الجسم للكائنات الحية ، من خلال طرح النباتات ، أي نتحها ، وفي صورة العرق عند الحيوانات والبشر ، كما أنه عامل حاسم في إنتاجية النظم البيئية.على الأرض.