Чудният свят на водата

Погледната от дълбините на Космоса, Земята прилича на бледа синя точица. Причината е, че малко над 70% от повърхността й са покрити с вода. На много други планети също има вода, както и на някои от техните спътници. Ала Земята несъмнено е единственото тяло в Слънчевата система, където присъствието й на повърхността е толкова значително. Благодарение на водата и физичните й особености се е зародил животът. До такава степен сме свикнали с нея, че често забравяме колко забележителна всъщност е тя.

Какво точно е водата?
Водата е диводороден оксид (H2O). Проста молекула, съставена от два атома водород и един атом кислород. Тя е единствената субстанция, която съществува в твърдо, течно и газообразно състояние в естествения температурен диапазон на Земята. Водата е прозрачна, но не съвсем безцветна. Както небето е синьо, защото молекулите в атмосферата разсейват синята част от спектъра повече от останалите, така и големите количества вода имат син оттенък - независимо от агрегатното състояние. Освен това отразява синьото небе, което засилва нейния собствен цвят. Имаме огромен късмет, че на Земята има толкова много вода, защото свойствата й са наистина забележителни.

Защо водата е специална?
Водата е много добър разтворител и това е една от причините да е толкова важна за организмите. Тя играе ролята на транспортна течност за всички съединения в живите клетки. Причината да разтваря толкова добре е, че лесно се свързва с атомите на други субстанции и ги разделя благодарение на здравите си водородни връзки.

Електрoстатичното привличане между атомите на водорода и другите атоми като тези на азота, кислорода и флуора, прави водата толкова забележителна. Освен това здравината на водородните връзки между водните молекули повишава температурата й на кипене. В противен случай тя щеше да кипи при около -70°С. С други думи - на Земята нямаше да има течна вода и съответно живот.

Друг важен страничен ефект от водородните връзки е, че при замръзване, те „подреждат“ кристалите по определен начин. Затова снежинките са с шест върха, а ледените парченца са с по-голям обем от водата. Кристалите са с форма на тетраедър (триъгълна пирамида). В резултат ледът е с по-малка плътност от водата. Ето защо не е препоръчително да оставяте стъклени бутилки с вода във фризера. При замръзването водата ще се разшири и ще пръсне бутилката. По същата причина ледът във водните басейни не потъва.

Често казват, че това свойство на водата е уникално, но всъщност не е. Оцетната киселина и силицият например също са с по-ниска плътност в твърдо състояние, отколкото в течно. Все пак свойството е необикновено и важно. Ако ледът беше по-плътен от водата, водните басейни щяха да замръзват откъм дъното. При тези условия трудно би се развил подводен живот, който да оцелява през студените зими.

Автор: Д-р Брайън Клег, за сп. ВВС ЗНАНИЕ

Прочетете цялата история на страниците на новия брой на ВВС ЗНАНИЕ