De ongewone eigenschappen van watermoleculen

08/29/2011 by admin

Watermoleculen hebben ongewone chemische en fysische eigenschappen. Water kan bestaan ​​in alle drie toestanden van materie tegelijkertijd: vloeistof, gas en vaste stof.

Stel je voor dat je zit in je hot tub (gevuld met vloeibaar water) kijken naar de stoom (gas) stijgen van het oppervlak als u genieten van een koud drankje uit een glas gevuld met ijs (vast) blokjes. Zeer weinig andere chemische stoffen kunnen bestaan ​​in al deze fysieke toestanden in deze buurt van een temperatuurbereik.

Unieke eigenschappen water

Na zijn enkele van de unieke eigenschappen van het water:

  • In de vaste toestand, de stofdeeltjes zijn meestal veel dichter bij elkaar dan in de vloeibare toestand. Dus als je een solide in zijn overeenkomstige vloeistof, het zinkt. Maar dit is niet waar water. De solid state is minder dicht dan de vloeibare toestand, zodat het drijft.
  • Water kookpunt ongewoon hoog. Andere verbindingen qua gewicht water een veel lager kookpunt.
  • Een unieke eigenschap van water is de mogelijkheid om een ​​grote verscheidenheid van chemische stoffen op te lossen. Het lost zouten en andere ionische verbindingen, alsook polaire covalente verbindingen zoals alcoholen en organische zuren.

    Water wordt ook wel de universele oplosmiddel omdat het zo veel dingen kan oplossen. Ook kan absorberen grote hoeveelheid warmte, die grote volume maakt van water om matigen de temperatuur op aarde.

Water heeft veel bijzondere eigenschappen vanwege de polaire covalente bindingen. Zuurstof heeft een grotere elektronegativiteit dan waterstof, zodat de elektronenparen getrokken dichter bij het zuurstofatoom, waardoor het een gedeeltelijk negatieve lading. Vervolgens beide waterstofatomen mee op een gedeeltelijke positieve lading. De gedeeltelijke ladingen op de atomen door de polaire covalente bindingen in water zijn weergegeven in de volgende figuur.

De ongewone eigenschappen van watermoleculen

Polaire covalente binding in water.

Intermoleculaire krachten

Water is een dipool en werkt als een magneet, met de zuurstof uiteinde met een negatieve lading en het einde van waterstof met een positieve lading. Deze geladen uiteinden kunnen andere watermoleculen trekken. Deze aantrekkingskracht tussen de moleculen is een intermoleculaire kracht (kracht tussen verschillende moleculen).

Intermoleculaire krachten kan zijn van drie verschillende types:

  • Londen kracht (of dispersie kracht). Deze zwakke soort aantrekkingskracht treedt in het algemeen tussen polaire covalente moleculen, zoals stikstof, waterstof of methaan. Het vloeit voort uit de eb en vloed van het elektron orbitalen, het geven van een zwakke en korte lading scheiding rond de band.
  • Zwakke dipool-dipool interactie. Deze intermoleculaire krachten gebeurt wanneer het positieve einde van een dipool molecuul wordt aangetrokken door de negatieve pool van een dipool molecuul. Het is veel sterker dan een Londense kracht, maar het is nog steeds vrij zwak.
  • . Zeer sterke dipool-dipool interactie Deze kracht treedt op wanneer een waterstofatoom is gebonden aan een van de drie extreem elektronegatieve elementen - O, N of F. Deze drie elementen een sterke aantrekkingskracht voor de verlijming paar elektronen, zodat de atomen betrokken in de band te nemen op een grote hoeveelheid van de gedeeltelijke lading.

    Deze band blijkt zeer polair zijn - en hoe hoger de polariteit, hoe effectiever de band. Wanneer de O, N of F op een molecuul trekt de waterstof van een ander molecuul, dipool-dipool interactie is zeer sterk. Deze sterke wisselwerking wordt een waterstofbinding. De waterstofbinding is het soort interactie die in water, zoals in de volgende afbeelding.

    De ongewone eigenschappen van watermoleculen

    Waterstofbruggen in water.

Watermoleculen gestabiliseerd door deze waterstofbruggen, zodat breken (scheiden) de moleculen zeer moeilijk. De waterstofbruggen zijn goed voor hoge kookpunt en het vermogen om warmte te absorberen water. Wanneer het water bevriest, de waterstofbruggen vergrendelen water in een open kader dat veel lege ruimte bevat.

In vloeibaar water, kan de moleculen een weinig dichter bij elkaar, maar wanneer de vaste vormen, waterstofbruggen tot een structuur die grote gaten bevat. De gaten verhogen het volume en de dichtheid te verlagen.

Deze werkwijze verklaart waarom de dichtheid van ijs is dan dat van vloeibaar water (de reden vlotters). De structuur van ijs wordt hieronder weergegeven, met de waterstofbruggen gestippeld aangegeven.

De ongewone eigenschappen van watermoleculen

De structuur van ijs.

Related Posts