في متعة استكشاف الكيمياء اليوم، نحتفل بالروابط السحرية الموجودة بين ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين، المضمون الوحيد في الكون موجود في ثلاثة أشكال، ننظر إلى خصائص الماء في إدامة الحياة.
الحياة بكاملها تعتمد بطريقة ما على الماء، لذلك علماء الفلك يتحمسون عندما يجدون الماء على كواكب أخرى وخاصة بشكله السائل. المجتمع العلمي كله كان سعيداً عندما وجد مشروع روفر المريخ طول 20 بوصة من الجبس الذي كان من المؤكد بأن ترسُبَه ناتج عن الماء السائل على سطح المريخ.
لكن لماذا نعتقد بأنّ الماء مهم للحياة؟
دعونا نحصل على الحق في ذلك ونبدأ باكتشاف خصائص الماء المذهلة ولفعل ذلك دعونا نلقي نظرة على أكثر جزئ مذكور في العالم وهو H2O
ذرتين من الهيدروجين كل واحدة منهم تشارك الكتروناً من ذرة أكسجين بما هو معروف بالرابطة التساهمية. في حالة الماء تكون بالشكل (V). المنطقة المحيطة بالأكسجين تملك شحنة سالبة في حين تكون المنطقة المحيطة بذرات الهيدروجين مشحونة بشحنة موجبة. الفضل بذلك للقطبية الموجودة في جميع جزيئات الماء المربوطة ببعضها مكونة روابط هيدروجينة.
واحدة من الخصائص الرائعة نتيجة لهذه الروابط الهيدروجينية هي التماسك العالي للماء ومزيد من نتائج التوتر السطحي. الماء معروف بامتلاكه التماسك الأعلى من بين جميع السوائل المعدنية المعروفة. في بعض الحالات ينجذب الماء بشدة لبعض الجزيئات و تدعى هذه الخاصية (الالتصاق).
عندما نسكب قليل من الماء على سطح زجاجي فإنّه يميل للانتشار خارجاً بدلاً من ارتباطه ببعض لأنّ قوى الالتصاق بين الماء والزجاج أقوى من قوى التماسك بين جزيئات الماء، وبفضل قوى الالتصاق تكون جزيئات الماء قادرة على تحدي الجاذبية بواسطة ظاهرة تدعى (العمل الشعري أو الخاصية الشعرية)، ويمكن شرح ذلك بسهولة وذلك بملاحظة ماصة (قشة) مغمورة بالماء فنتيجة الالتصاق تكون جزيئات الماء منجذبة إلى الجزيئات بالماصة، فنظراً للتماسك تكون جزيئات الماء الأخرى مسحوبة لهذه الجزيئات مما يتسبب في ارتفاع الماء.
حقيقة قطبية الماء أمر يجعله جيداً في إذابة الأشياء، في الواقع الماء هو محل ممتاز وتدعى المواد التي تنحل بالماء (المحبة للماء) وهذه المواد تنحل بالماء لأنها قطبية وقطبيتها تتغلب على قوى التماسك في الماء، تدعى الجزيئات غير القطبية التي لا تنحل بالماء بالمواد (الدافعة أو الكارهة للماء).
وأحد الاسباب الرئيسية لوجود الحياة على هذ الكوكب هو وجود الماء بشكله الصلب بكثافة أقل من شكله السائل.
تسأل لماذا؟
روابط الهيدروجين لها الفضل بذلك أيضاً، في درجة الصفر المئوية تبدأ جزيئات الماء في التصلب (التجمد) وتشكل روابط الهيدروجين ضمن هذه الجزيئات بنى بلورية تباعد الجزيئات بالتساوي الذي بدوره يجعل كثافة الثلج أقل من الماء. إن عشنا في عالم حيث يكون الثلج غارق في الماء، نظراً لكثافته العالية سيكون هناك حطام وخراب كلي في كيفية تشكل الحياة على الأرض، فنظراً لارتفاع مستوى الماء لن يكون هناك أرض صلبة.
للماء أيضاً السعة الحرارية الأعلى ما يعني بشكل أساسي تحمله للحرارة بشكل جيد، وهذا على نطاق واسع كيف تنظم المحيطات لدرجة حرارة الأرض، وعلى نطاق ضيق لماذا العيش في (لوس أنجلوس مثلاً) أفضل من العيش في (نيبراسكا). يعود السبب في ذلك إلى وجود المحيطات في لوس أنجلوس مما يساهم بشكل أكبر على تنظيم درجة الحرارة.
حيوياً، عندما يتبخر الماء من بشرتك يرطّبك هذا ما هو معروف بالتعرق، في يوم مشمس تثير الحرارة جزيئات الماء على البشرة في نقطة حيث تكون الروابط بين جزيئات الماء مفككة فتتبخر آخذةً الحرارة خارج الجلد تاركة بشرة الشخص مبللة.
المصدر:
Everyday Chemistry – The Chemistry Of A Mystery Called Water. (n.d.). Everyday Chemistry. Retrieved September 3, 2014, from http://humantouchofchemistry.com/the-chemistry-of-a-mystery-called-water.htm
