10 fakta mengenai air

10 fakta mengenai air

Andrey Kalinichev
"Trinity Option – Science" №10 (254), 22 Mei 2018

1. Air adalah satu-satunya bahan kimia yang diedarkan secara meluas di bawah keadaan semula jadi di permukaan Bumi di ketiga-tiga keadaan pengagregatan: cecair, pepejal dan gas.

2. Adalah diketahui bahawa kira-kira 71% permukaan bumi dilindungi oleh lautan, yang mengandungi kira-kira 96.5% dari semua air di planet ini, atau 1.4 × 1018 tan. Air yang tinggal di permukaan disimpan dalam ais polar, glasier gunung, sungai dan tasik, serta sumber dan takungan bawah tanah.

3. Lebih kurang diketahui bahawa sama, jika tidak lebih banyak, jumlah air terletak jauh di dalam mantel Bumi, dan kebanyakannya tidak dalam bentuk molekul H.2O, dan dalam kisi kristal galian mantel nominal anhydrous dalam bentuk kecacatan yang terdiri daripada ion H+ atau OH.

4. Tasik Baikal – takungan terbesar air tawar di planet ini: 23,600 km3. Lake Superior – yang terbesar di sistem Great Lakes di Amerika Utara – adalah dua kali kurang daripada Baikal dari segi jumlah (11,600 km3), tetapi sebaliknya, ia adalah 2.5 kali lebih besar daripada Baikal dari segi kawasan dan dalam erti kata ini tasik air tawar terbesar di Bumi.

5. Seperti kebanyakan cecair, ketumpatan air meningkat semasa penyejukan.Walau bagaimanapun, tidak seperti kebanyakan cecair, ketumpatan air beku – ais – kurang daripada ketumpatan air cair dalam keseimbangan dengan ais ini. Tingkah laku yang tidak normal ini membawa kehadiran ketumpatan maksimum air pada suhu kira-kira 4 ° C, yang amat penting untuk kehidupan di Bumi. Sekiranya air adalah yang paling padat semasa pembekuan, pada musim sejuk, tasik dan sungai akan membeku bukan dari permukaan ke darat, tetapi dari bawah ke permukaan, sementara semua haiwan terapung akan mati.

6. Sekitar 18 pengubahsuaian kristal ais diketahui – juga sejenis rekod. Para saintis masih menemui fasa pepejal baru H2Oh dan berhujah tentang nombor sebenar mereka. Sebahagian daripada struktur ais ini stabil hanya pada tekanan tinggi dan tidak mencairkan walaupun pada suhu 1000 ° C, jika tekanan melebihi beberapa ratus ribu atmosfera.

7. Ramai sifat-sifat anomali air dijelaskan oleh kehadiran ikatan hidrogen di antara molekulnya. Struktur molekul air tunggal – H2O agak mudah: disebabkan oleh hibridisasi orbital molekul, kedua-dua komponen ikatan O-H (setiap kira-kira 0.1 nanometer panjang) terletak pada sudut kira-kira 104 ° antara satu sama lain. Kedekatan sudut ini kepada tetrahedral (109.5 °) dan pengagihan tidak sekata ketumpatan elektron di dalam molekul H2O membolehkan mereka untuk membentuk bon hidrogen dengan mudah (H-bonds) dengan empat jiran terdekat mereka. Dalam kes ini, atom hidrogen bertindak sebagai penderma, dan atom oksigen bertindak sebagai penerima purata dua bon tersebut. Molekul-molekul air yang dipautkan oleh rangkaian H-ikatan tersebut membentuk struktur tiga dimensi yang mewakili serpihan yang lebih besar atau kurang dari kisi kristal tetrahedral seperti intan berlian yang diarahkan secara tempatan (lihat rajah). Dalam kristal ais biasa, kisi seperti ini hampir ideal, dan dalam air cair di bawah keadaan biasa, struktur klor molekul tetrahedral kecil ini boleh diputarbelitkan dan berubah dengan pantas dengan masa.

8. Tenaga walaupun hidrogen terkuat O ··· ikatan H di antara molekul adalah 10 kali lebih lemah daripada tenaga ikatan OH kovalen membentuk molekul yang berasingan, oleh itu rangkaian tiga dimensi ikatan H dalam air sentiasa dipecahkan dan disusun semula menjadi struktur baru yang baru semata-mata hasil pergerakan terma molekul. Seumur hidup satu ikatan H sangat pendek – hanya kira-kira picosecond (10−12 c). Oleh itu, struktur air khas dan "ingatan air" boleh diucapkan hanya dengan mengingati kerapuhan melampau mereka.

9. Sebaliknya, tenaga ikatan hidrogen antara molekul H2Ia lebih tinggi daripada tenaga interaksi antara intermolecular biasa. Ini membawa kepada apa yang dipanggil kesan hidrofobik apabila molekul yang berinteraksi dengan lemah dengan air cenderung berkumpul, sekali gus meminimumkan permukaan sentuhan (tetesan minyak dalam air) dan membolehkan molekul H2Mengenai mewujudkan jumlah terbesar H-bon.

10. Ikatan hidrogen intramolekul dan intermolecular dan kesan hidrofobik juga menyediakan struktur dan fungsi spesifik tiga jenis makromolekul yang paling utama: protein, asid nukleik dan karbohidrat. Oleh itu, struktur heliks ganda molekul DNA sangat stabil dikekalkan kerana ikatan hidrogen di antara asas nitrogenous individu pelengkap – unsur-unsur struktur DNA, di mana bukan sahaja atom oksigen, tetapi juga atom nitrogen bertindak sebagai penerima ikatan H.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: