Ang tubig ay ang pinaka-masaganang compound sa ibabaw ng Earth, na sumasakop sa 70 porsiyento ng planeta. Sa kalikasan, ang tubig ay umiiral sa likido, solid, at gas na estado. Ito ay nasa dynamic na equilibrium sa pagitan ng mga estado ng likido at gas sa karaniwang temperatura at presyon. Sa temperatura ng silid, ito ay isang walang lasa at walang amoy na likido, halos walang kulay na may pahiwatig ng asul. Maraming mga sangkap ang natutunaw sa tubig at ito ay karaniwang tinutukoy bilang ang unibersal na solvent. Dahil dito, ang tubig sa kalikasan at ginagamit ay bihirang dalisay at ang ilang mga katangian ay maaaring mag-iba mula sa dalisay na sangkap. Gayunpaman, mayroon ding maraming mga compound na mahalagang, kung hindi ganap, hindi matutunaw sa tubig. Ang tubig ay ang tanging karaniwang sangkap na natural na matatagpuan sa lahat ng tatlong karaniwang estado ng bagay at ito ay mahalaga para sa lahat ng buhay sa Earth. Ang tubig ay bumubuo ng 55% hanggang 78% ng katawan ng tao.
Sa artikulong ito, magbibigay ako ng komprehensibong pangkalahatang-ideya ng mga molekula ng tubig at ang epekto nito sa mga katangian ng tubig.
Sa post na ito sasaklawin namin:
Ang Kaakit-akit na Istraktura ng Mga Molekul ng Tubig
Ang mga bono sa pagitan ng mga atomo ng hydrogen at oxygen sa isang molekula ng tubig ay covalent, ibig sabihin na ang mga atomo ay nagbabahagi ng mga electron. Gayunpaman, ang mga electron ay hindi ibinabahagi nang pantay, na nagreresulta sa isang bahagyang negatibong singil sa atom ng oxygen at isang bahagyang positibong singil sa mga atomo ng hydrogen. Ang polarity na ito ay kung bakit ang mga molekula ng tubig ay lubos na naaakit sa isa't isa at sa iba pang mga sisingilin na particle.
Ang Mga Hindi Pangkaraniwang Katangian ng Mga Molekul ng Tubig
Ang mga molekula ng tubig ay may ilang hindi pangkaraniwang katangian dahil sa kanilang istraktura at pagbubuklod. Kasama sa mga katangiang ito ang:
- Mataas na pag-igting sa ibabaw
- Mataas na boiling point at melting point
- Mataas na kapasidad ng init
- Mataas na density sa estado ng likido kumpara sa solidong estado (mga lumulutang ng yelo)
- Kakayahang matunaw ang maraming mga sangkap
Pag-unawa sa Sayaw ng Evaporating Water Molecules sa Hangin
Kapag ang tubig ay pumasok sa atmospera, ito ay tumatagal sa isang bagong yugto bilang singaw ng tubig. Ang prosesong ito, na kilala bilang pagsingaw, ay mahalaga sa ikot ng tubig at maraming proseso sa atmospera na nakakaapekto sa klima. Ngunit paano ito nangyayari sa antas ng molekular?
Ang Molecular Dance of Evaporation
Ang pagsingaw ay nangangailangan ng enerhiya upang masira ang mga bono sa pagitan ng mga molekula ng tubig sa likidong bahagi. Karaniwan, ang mga molekula ng tubig ay malakas na pinagsama-sama sa isang polimer, na nakaugnay sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen. Ngunit kapag ang enerhiya ay idinagdag, ang mga molekula ay nagagawang magkahiwalay, na nagpapahintulot sa pinakamalapit na mga molekula na makatakas bilang singaw ng tubig. Ito ay nangangailangan ng maraming enerhiya, dahil ang mga bono sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay karaniwang napakalakas.
Ano ang Nahanap ng mga Mananaliksik
Itinatag ng mga mananaliksik na ang evaporation ay isang kolektibong pagkakasunud-sunod ng sayaw na kinasasangkutan ng coordinated na paggalaw ng mga indibidwal na molekula ng tubig. Sa pamamagitan ng mga simulation ng computer at tumpak na molecular modeling, ang isang team na pinamumunuan ni Nagata at ng kanyang mga kasamahan ay nakakuha ng mga bagong insight sa mga molecular event na nagpapahintulot sa mga molekula ng tubig na makatakas sa liquid phase at makapasok sa atmosphere.
Ang Papel ng Molecular Interaction
Nalaman ng koponan na ang susi sa pagsingaw ay ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ng tubig. Habang ang likidong tubig ay pinainit, ang mga molekula ay nagsisimulang mag-vibrate nang mas marahas, na humahawak sa isa't isa nang hindi gaanong malakas at naglalabas ng mga indibidwal na molekula sa hangin. Ang prosesong ito ay naaapektuhan ng maraming salik, kabilang ang temperatura, halumigmig, at pagkakaroon ng iba pang mga sangkap sa hangin.
Ang Kahalagahan ng Pag-unawa sa Pagsingaw
Ang pag-unawa sa molekular na sayaw ng pagsingaw ay mahalaga sa maraming dahilan. Makakatulong ito sa amin na matuto nang higit pa tungkol sa physics ng tubig at mga proseso ng atmospera, at makakatulong din ito sa amin na pahusayin ang aming pagmomodelo ng klima at iba pang mga proseso sa kapaligiran. Sa pamamagitan ng panonood ng virtual na sayaw ng mga molekula ng tubig, ang mga mananaliksik ay makakakuha ng mga bagong insight sa mga kumplikadong proseso na namamahala sa ating mundo.
Ang Dipolar na Kalikasan ng Water Molecules
Ang isang dipolar molecule ay isa na may parehong positibo at negatibong singil. Sa kaso ng mga molekula ng tubig, ang atom ng oxygen ay may bahagyang negatibong singil, habang ang mga atomo ng hydrogen ay may bahagyang positibong singil. Ito ay dahil sa mga pagkakaiba sa electronegativity sa pagitan ng dalawang elemento.
Ano ang mga Implikasyon ng Dipolar Nature ng Water Molecules?
Ang dipolar na kalikasan ng mga molekula ng tubig ay may maraming implikasyon para sa buhay at klima ng Earth. Ang ilang mga halimbawa ay kinabibilangan ng:
- Ang kakayahan ng tubig na matunaw ang maraming mga sangkap dahil sa likas na polar nito, na mahalaga para sa mga biological na proseso.
- Ang kahalagahan ng tubig sa pag-regulate ng temperatura ng katawan, dahil ito ay may mataas na kapasidad ng init at maaaring sumipsip ng maraming enerhiya bago tumaas ang temperatura nito.
- Ang papel na ginagampanan ng tubig sa klima ng Earth, dahil ito ay isang pangunahing bahagi ng atmospera at kasangkot sa maraming pisikal na proseso tulad ng convection currents at pagbuo ng mga ulap.
Konklusyon
Ang mga molekula ng tubig ay maliliit na particle ng tubig na binubuo ng hydrogen at oxygen. Ang mga ito ay napaka kakaiba dahil sa kanilang polarity at molekular na sayaw, na nagbibigay-daan sa kanila na mag-evaporate at makapasok sa atmospera.
Kaya, ngayon alam mo na ang higit pa tungkol sa mga molekula ng tubig at ang kanilang papel sa mundo sa paligid natin.
