مم يتكون جزيء الماء
يتكون جزيء الماء من
يتكون جزيء الماء من
ذرتان هيدروجين و ذرة أكسجين
.
كل شيء في ما حولنا يتكون من من الذرات الذرات هي عبارة عن أصغر جزء يتكون منة العنصر، مثل ذرات الأكسجين أو ذرات الهيدروجين ومن بعدها تتحد هذه الذرات حتى تتكون جزيئات هذا العنصر [1] .
أيضا جزيء الماء يتكون أيضا من ثلاث ذرات ليتحدوا ليصبح جزيء الماء ويتكون الجزيء من ذرتان من عنصر الهيدروجين (H) وذرة أكسجين (O)، ليطلق عليه عنصر الماء H2O وحتى تتكون قطرات الماء يجب اتحاد مليارات الذرات من الاكسجين والهيدروجين.
عدد الروابط التساهمية في جزيء الماء
عدد الروابط التساهمية في جزيء الماء هي
2 رابطة تساهمية
.
يتكون جزيء الماء من اتحاد ذرتين من الهيدروجين وذرة من الماء H2O، في ذرة الهيدروجين هناك جزيء واحد فقط حتى تكمل الشكل الثماني الذي يجب أن يكون في الغلاف الخارجي له إلكترونان [2].
حتى يتم استكمال الأكسجين الثماني يتم مشاركة إلكترون واحد مع ذرات الهيدروجين وإلكترون أخر مع ذرة هيدروجين ثانية إذا تجد أن هناك رابطتان من الروابط التساهمية قد تشكلت .
شكل جزيء الماء H2O
يكون الاعتماد الكلي للهندسة الجزيئية لجميع الجزيئات على هيكل لويس وكيفية ترتيب الذرات وإلكتروناتها، فمثلا في جزيء الماء H 2 O تقوم ذرة الاكسجين بتشكل رابطتين من نوع سيجما بشكل منفرد مع ذرات الهيدروجين [3].
هذا بالرغم من أن ذرتي الهيدروجين يكون مرتبين بشكل متماثل في ذات المستوى، ولكن فإن الزوجين الوحيدين الموجودان في ذرة الاكسجين يقومان بدفع هذه الذرات بسبب القوى ااتي تقوم بالتنافر من الأزواج المنفردة بسبب أنها أكثر من قوى التنافر للأزواج المستعبدة لذا التتيب يكون مشوه .
لذا فان الهندسة الجزيئية لجزيء الماء تكون بشكل زاويّة أو بشكل حرف V بسبب هندسة السندات هي عبارة هندسة مشوهة رباعية السطوح .
كما تكون زواية الرابطة للجزيئات ذات الهندسة رباعية السطوح هي 109 درجة، لكن بسبب تشوه هندسة جزيء H 2 O لوجود أزواج من الإلكترونات تكون الزاوية أقل للرابطة من 109 درجة وتصل إلى 104.5 درجة .
يكون الشكل الجزيئي لجزئ الماء هو شكل عازم .
خواص الماء الفيزيائية
- الماء قطبي .
- الماء مذيب ممتاز .
- الماء ذو سعة حرارية عالية .
- الماء لديه حرارة عالية من التبخر .
- الماء له خصائص متماسكة .
- الماء أقل كثافة كمادة صلبة من السائل .
الماء قطبي
: تكون جزيئات الماء قطبية وذات شحنات موجبة جزئية على الهيدروجين أما الشحنة السالبة للجزئيات فتكون على الأكسجين، وكون ذات هيكل منحني بشكل عام بسبب أن الأكسجين أفضل من الهيدروجين في جذب الالكترونات بسبب أنها أكثر كهرسلبية [4] .
الماء مذيب ممتاز
: من خواص الماء الفريدة التي يتميز بها أنها لها القدرة على إذابة المواد القطبية وأيضا الأيونية .
الماء ذو سعة حرارية عالية
: حتى تتمكن من رفع درجة حرارة الماء كمية كبيرة من الطاقة، فتكمن هنا أهمية الماء بالنسبة البيئة لانها تنظيم درجة الحرارة مثل أنها تقوم بالحفاظ على ثبات درجة حرارة الماء في البحار خلال النهار والليل أو عند اختلاف درجة الحرارة .
الماء لديه حرارة عالية من التبخر
: تنتج الكائنات الحية التعرق عند درجة حرارة عالية فيتحول الماء الموجود إلى بخار للحفاظ على درجة الحرارة الزائدة .
الماء له خصائص متماسكة ولصق
: تحتوي جزيئات الماء على روابط هيدروجينية تكسبها قوى للتماسك وهذه القوى تكون وظيفتها الالتحام بتوتر السطح والميلان والقيام بمقاومة التمزق في حالة وجود التوتر .
كما أنه يحتوي على ميزة انة لاصق ليقوم بالاتصاق في المواد الاخري المختلفة ليسمح بنقل العناصر الغذائية إلى الارتفاعات و اعالي الاشجار ضد الجاذبية .
الماء أقل كثافة كمادة صلبة من السائل
: عند تحول الماء الي من الحالة السائلة إلى حالة التجمد تقوم الجزيئات بالانفصال عن بعضها بصورة أكبر من الماء في الحالة السائلة .
مما يصبح الماء المتجمد أقل كثافة من الماء السائل فيكون له القدرة على الطفو وهي واحدة من الخصائص الفريدة التي يتميز بها الماء حتي يتمكن من الحفاظ على البر والبحار من التجمد واستمرارية الحياة و قاء الكائنات الحية بداخله تحت السطح المتجمد .
كيف تصنع الماء
عند التحدث والتفكير للوهلة الأولى في صناعة الماء يكون الأمر سهل وأنه بإمكانك خلط غاز الهيدروجين وغاز الأكسجين ودمجهم بواسطة الحرارة والطاقة ليتم إنتاج الماء [5].
لكن عند التجربة والقيام بخلطهم لن يتم إنتاج شئ ولكن ليس الغازات فقط هي ما أنت تحتاجه بل تحتاج إلى الطاقة لتكون قادر على كسر الروابط التساهمية الموجودة بين جزيئات H2 و O2.
حتى تتمكن من تحرير الكاتيونات الهيدروجينية وأنيونات الأكسجين ويكون لديهم القدرة على التفاعل معا، لكن في حالة قيامك باعادة تكوين الروابط الكيميائية حتي تقوم بتكوين الماء فسوف يتم إطلاق طاقة إضافية والتي تقوم بدورها بنشر التفاعل، يكون التفاعل صافي طارد للحرارة بشكل كبير لذا نستنتج أن للتفاعل سيكون مصحوب هذا التفاعل بإطلاق حرارة .
من المظاهر الكيمياء الشائعة بشكل كبير هي القيام بملء بالون صغير بغاز الهيدروجين وغاز الأكسجين، ثم القيام بلمس البالون على بعد مسافة ومن خلف درع للحماية من خلال جبيرة مشتعلة أو من خلال بديل يكون أكثر أمانا .
هو يقوموا بملء البالون بغاز الهيدروجين ومن بعدها يقوموا بإشعال البالون في الهواء ويتفاعل مع غاز الاكسجين الموجود في الهواء وهو ما يكون بكمية محدودة ويكون هذا أكثر هناك دليلا آخر عبر تحويل غاز الهيدروجين إلى ماء به صابون .
بسبب تكوين فقاعات غاز الهيدروجين والتي تقوم بالطفو بسبب كثافتها التي تكون أقل من الهواء، حينها قم باستخدام ولاعة ذات مقبض طويل أو القيام بإشعال جبيرة بنهاية عصا لتكوين الماء .
كما أنه يمكنك استخدام غاز الهيدروجين من خلال خزان غاز مضغوط أو من تفاعل الحمض مع المعدن ويجب عليك إتداء واقي للأذان والحفاظ على القيام بهذه التجربة من مسافة كبيرة .