As propriedades incomuns de moléculas de água
As moléculas de água têm propriedades físicas e químicas incomum e. A água pode existir em todos os três estados da matéria ao mesmo tempo: líquido, gás e sólidos.
Imagine que você está sentado em sua banheira de água quente (preenchido com líquido água) observando o vapor (gás) Subir a partir da superfície, enquanto aprecia uma bebida fria de um copo cheio de gelo (sólidocubos). Muito poucas outras substâncias químicas podem existir em todos estes estados físicos em tão perto de um intervalo de temperatura.
propriedades únicas da água
A seguir estão algumas das propriedades únicas da água:
No estado sólido, as partículas de matéria são geralmente muito mais perto em conjunto do que estão no estado líquido. Então, se você colocar um sólido em seu líquido correspondente, ele afunda. Mas isso não é verdade de água. O seu estado sólido é menos denso do que o seu estado líquido, para que ele flutua.
ponto de ebulição da água é excepcionalmente alta. Outros compostos semelhantes em peso para a água tem um muito menor ponto de ebulição.
Outra propriedade única de água é a sua capacidade de dissolver uma larga variedade de substâncias químicas. Dissolve-se os sais e outros compostos iónicos assim como compostos covalentes polares, tais como álcoois e ácidos orgânicos.
A água é às vezes chamado de solvente universal porque pode dissolver tantas coisas. Ele também pode absorver uma grande quantidade de calor, que permite que grandes corpos de água para ajudar a moderar a temperatura na terra.
A água tem muitas propriedades incomuns por causa de suas ligações covalentes polares. Oxygen tem uma eletronegatividade maior do hidrogénio, de modo que os pares de elétrons são puxados mais perto do átomo de oxigénio, dando-lhe uma carga negativa parcial. Subsequentemente, ambos os átomos de hidrogénio assumir uma carga positiva parcial. As cargas parciais sobre os átomos criados pelas ligações covalentes polares em água são mostrados na figura a seguir.
Forças intermoleculares
A água é um dipolo e actua como um íman, com o fim de oxigénio tendo uma carga negativa e a extremidade de hidrogénio tendo uma carga positiva. Essas extremidades carregadas pode atrair outras moléculas de água. Esta atração entre as moléculas é um força intermolecular (Força entre moléculas diferentes).
As forças intermoleculares podem ser de três tipos diferentes:
força Londres (ou força de dispersão). Este tipo fraco de atracção geralmente ocorre entre as moléculas covalentes não polares, como o nitrogênio, hidrogênio, ou metano. Ela resulta do fluxo e refluxo das orbitais de elétrons, dando uma separação de carga fraca e breve em torno da ligação.
Fraca interacção dipolo-dipolo. Esta força intermolecular ocorre quando a extremidade positiva de um dipolo molécula é atraída para a extremidade negativa de uma outra molécula de dipolo. É muito mais forte do que uma força Londres, mas ainda é muito fraco.
Extremamente forte interação dipolo-dipolo. Esta força ocorre quando um átomo de hidrogénio está ligado a um dos três extremamente electronegative - elementos de O, N, ou F. Estes três elementos têm uma muito forte atracção para a ligação dos pares de electrões, de modo que os átomos envolvidos na ligação assumir uma grande quantidade de carga parcial.
Esta ligação torna-se altamente polar - e quanto maior for a polaridade, mais eficaz será a ligação. Quando o O, N, ou F em uma molécula atrai o hidrogénio de uma outra molécula, a interacção dipolo-dipolo é muito forte. Esta interacção forte é chamado de ligação de hidrogênio. A ligação de hidrogênio é o tipo de interação que está presente na água, como mostrado na ilustração a seguir.
ligação de hidrogénio em água.
As moléculas de água são estabilizados por estas ligações de hidrogênio, por isso Rompimento (separar) as moléculas é muito difícil. As pontes de hidrogênio são responsáveis por elevado ponto de ebulição da água e capacidade de absorver o calor. Quando a água congela, as ligações de hidrogênio bloquear a água em uma estrutura aberta que inclui um monte de espaço vazio.
Em água no estado líquido, as moléculas podem ficar um pouco mais perto um do outro, mas quando as formas sólidas, as ligações de hidrogénio resultar numa estrutura que contém orifícios grandes. Os furos de aumentar o volume e reduzir a densidade.
Este processo explica porque a densidade do gelo é menor do que a água no estado líquido (razão os flutuadores de gelo). A estrutura de gelo é mostrado abaixo, com as pontes de hidrogénio, indicados por linhas tracejadas.
