Water , een stof die bestaat uit de chemische elementen waterstof en zuurstof en die voorkomt in gasvormige, vloeibare en vaste toestanden. Het is een van de meest overvloedige en essentiële van verbindingen . Een smaak- en geurloze vloeistof bij kamertemperatuur, het heeft het belangrijke vermogen om veel andere stoffen op te lossen. Inderdaad, de veelzijdigheid van water als een oplosmiddel is essentieel voor levende organismen. Er wordt aangenomen dat het leven is ontstaan in de waterige oplossingen van de wereld oceanen en levende organismen zijn voor biologische processen afhankelijk van waterige oplossingen, zoals bloed en spijsverteringssappen. Water bestaat ook op andere planeten en manen, zowel binnen als buiten het zonnestelsel. In kleine hoeveelheden lijkt water kleurloos, maar water heeft eigenlijk een intrinsiek blauwe kleur veroorzaakt door lichte absorptie van licht bij rode golflengten.
stroomversnellingen, Niagara Falls, Canada Water is de meest voorkomende verbinding op aarde en is essentieel voor het leven. Hoewel watermoleculen eenvoudig van structuur zijn (HtweeO), zijn de fysische en chemische eigenschappen van water buitengewoon gecompliceerd. SKatzenberger/iStock.com
Water bestaat uit waterstof en zuurstof en bestaat in gasvormige, vloeibare en vaste toestanden. Water is een van de meest overvloedige en essentiële verbindingen , die onder normale omstandigheden als vloeistof op het aardoppervlak voorkomt, waardoor het van onschatbare waarde is voor menselijk gebruik en als fabriek en dier leefgebied . Omdat water gemakkelijk in damp (gas) verandert, kan het vanuit de atmosfeer door de atmosfeer reizen oceanen landinwaarts, waar het het leven verdicht en voedt.
Een koudwaterfles lijkt zweet omdat het een koelbron is voor de waterdamp in de luchtlaag die de fles omringt. Lucht die relatief warm is, kan meer waterdamp bevatten dan koelere lucht. Wanneer de koudwaterfles wordt ingebracht, koelt de warme lucht in de buurt van de fles af en een deel van de waterdamp condenseert in vloeibaar water, dat vervolgens op de buitenkant van de fles wordt afgezet.
Koken vindt plaats wanneer zich bellen vormen in een vloeistof, wat een verandering markeert van de vloeibare of vaste fase van een stof in een gas. Het normale kookpunt is de temperatuur- waarbij de vloeistof dampdruk gelijk is aan het standaard zeeniveau luchtdruk (760 mm [29,92 inch] kwik). Op zeeniveau is de atmosferische druk hoog en kookt water bij 100 ° C (212 ° F); op grotere hoogte is het lager, dus water kookt bij een lagere temperatuur.
Water lijkt blauw om twee belangrijke redenen. In kleine hoeveelheden lijkt water kleurloos, maar water heeft in feite een intrinsieke blauwe kleur, veroorzaakt door de lichte absorptie van licht op rood golflengten . Voor grotere watermassa's - vijvers, rivieren, meren , en oceanen - water lijkt blauw op heldere dagen omdat het de blauwheid van de lucht weerspiegelt. Op bewolkte dagen lijken grotere waterlichamen grijs.
De dichtheid van water is het grootst bij ongeveer 4 ° C (39,2 ° F), in de vloeibare fase. IJs, de vaste fase van water, heeft meer drijfvermogen, dus vormt het zich aan het oppervlak van waterlichamen en bevriest het naar beneden. Meren en rivieren bevriezen zelden volledig en het vloeibare water eronder kan een winterverblijf worden voor het waterleven. Wanneer ijs in de lente smelt, zakt het langzaam opwarmende smeltwater aan het oppervlak, waardoor het water eronder wordt verplaatst en voedingsstoffen door de waterkolom worden gemengd.
chemie van water Een overzicht van de chemische structuur van watermoleculen. American Chemical Society (een uitgeverij van Britannica) Bekijk alle video's voor dit artikel
Hoewel de moleculen van water eenvoudig van structuur zijn (HtweeO), de fysische en chemische eigenschappen van de verbinding zijn buitengewoon ingewikkeld en zijn niet typerend voor de meeste stoffen die op aarde worden aangetroffen. Hoewel de aanblik van ijsblokjes die in een glas ijswater drijven bijvoorbeeld heel gewoon is, is dergelijk gedrag ongebruikelijk voor chemische entiteiten. Voor bijna elke andere verbinding is de vaste toestand dichter dan de vloeibare toestand; dus zou de vaste stof naar de bodem van de vloeistof zinken. Het feit dat ijs op water drijft, is buitengewoon belangrijk in de natuurlijke wereld, omdat het ijs dat zich vormt op vijvers en meren in koude delen van de wereld, fungeert als een isolerende barrière die het onderwaterleven eronder beschermt. Als ijs dichter zou zijn dan vloeibaar water, zou de ijsvorming op een vijver zinken, waardoor meer water aan de koude temperatuur zou worden blootgesteld. Zo zou de vijver uiteindelijk overal bevriezen en alle aanwezige levensvormen doden.
wanneer werd Black Wall Street opgericht?
ijsbeer op ijsschots Ijsbeer op een ijsschots in de Svalbard-archipel. De aanblik van ijs dat op het water drijft is heel gewoon, maar het toont het ongebruikelijke chemische gedrag van water, dat als vaste stof minder dicht is dan in de vloeibare fase. SeppFriedhuber—E+/Getty Images
Water komt onder normale omstandigheden als vloeistof op het aardoppervlak voor, waardoor het van onschatbare waarde is voor transport, recreatie en als habitat voor een veelvoud van planten en dieren . Doordat water gemakkelijk in damp (gas) verandert, kan het door de atmosfeer van de oceanen naar het binnenland worden getransporteerd waar het condenseert en, zoals regen , voedt fabriek en dierenleven. ( Zien hydrosfeer: de hydrologische cyclus voor een beschrijving van de cyclus waarmee water over de aarde wordt overgebracht.)
diagram van de hydrologische cyclus van water In de hydrologische cyclus wordt water overgedragen tussen het landoppervlak, de oceaan en de atmosfeer. De cijfers op de pijlen geven relatieve waterfluxen aan. Encyclopædia Britannica, Inc.
Vanwege zijn bekendheid heeft water lange tijd een belangrijke religieuze en filosofische rol gespeeld in de menselijke geschiedenis. In de 6e eeuwbce, Thales van Milete , soms gecrediteerd voor het initiëren van de Griekse filosofie , beschouwde water als de enige fundamentele bouwsteen van materie:
Het is water dat, in verschillende vormen, vormt de aarde, atmosfeer, lucht, bergen, goden en mensen, beesten en vogels, gras en bomen, en dieren tot aan wormen, vliegen en mieren. Dit zijn allemaal verschillende vormen van water. Mediteer op het water!
Tweehonderd jaar later beschouwde Aristoteles water als een van de vier fundamentele elementen, naast aarde, lucht en vuur. Het geloof dat water een fundamentele substantie was, bleef meer dan 2000 jaar bestaan totdat experimenten in de tweede helft van de 18e eeuw aantoonden dat water een verbinding is die bestaat uit de elementen waterstof en zuurstof.
wat deed het gelijke rechten amendement?
waterwinning Onderzoekers vinden een apparaat uit dat drinkbaar water uit woestijnlucht kan halen. Weergegeven met toestemming van The Regents of the University of California. Alle rechten voorbehouden. (Een Britannica Publishing Partner) Bekijk alle video's voor dit artikel
Het water op het aardoppervlak komt voornamelijk voor in de oceanen (97,25 procent) en polaire ijskappen en gletsjers (2,05 procent), met de rest in zoetwatermeren, rivieren en grondwater. Naarmate de wereldbevolking groeit en de vraag naar zoet water toeneemt, worden waterzuivering en recycling steeds belangrijker. Interessant is dat de zuiverheidseisen van water voor industrieel gebruik vaak hoger zijn dan die voor mensen consumptie . Zo moet het water dat in hogedrukketels wordt gebruikt minimaal 99,9999998 procent zuiver zijn. Omdat zeewater grote hoeveelheden opgeloste zouten bevat, moet het voor de meeste toepassingen, ook voor menselijke consumptie, worden ontzilt.
Hoover Dam De Hoover Dam in de Colorado-rivier op de grens van Nevada en Arizona laat zien hoe natuurlijke hulpbronnen van water kunnen worden aangewend voor verschillende doeleinden, waaronder menselijke consumptie, irrigatie en industrie. Robert Glusic/Getty Images
diagram van een waterbehandelingssysteem Waterbehandelingssystemen zijn belangrijk voor het ontzilten van zeewater zodat het kan worden gebruikt voor menselijke consumptie en voor het zuiveren van water voor industrieel gebruik. Encyclopædia Britannica, Inc.
Dit artikel beschrijft de moleculaire structuur van water en de fysische en chemische eigenschappen ervan. Voor andere belangrijke behandelingen van water, zien klimaat ; milieuwerkzaamheden; hydrosfeer; ijs; en vervuiling.
Het watermolecuul is samengesteld uit twee waterstofatomen, elk verbonden door een enkele chemische binding aan een zuurstofatoom. De meeste waterstofatomen hebben een kern die uitsluitend uit een proton bestaat. Twee isotopische vormen, deuterium en tritium, waarin de atoomkernen ook één en twee bevatten neutronen worden respectievelijk in geringe mate in water aangetroffen. Deuterium oxyde (DtweeO), zwaar water genoemd, is belangrijk in chemisch onderzoek en wordt ook gebruikt als a neutron moderator in sommige kernreactoren.
watermolecuul Een watermolecuul is opgebouwd uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. Een enkel zuurstofatoom bevat zes elektronen in de buitenste schil, die in totaal acht elektronen kunnen bevatten. Wanneer twee waterstofatomen aan een zuurstofatoom zijn gebonden, wordt de buitenste elektronenschil van zuurstof gevuld. Encyclopædia Britannica, Inc.
Wees getuige van een experiment waarin wordt uitgelegd waarom zoet water en zeewater verschillende vriespunten hebben Ontdek waarom zoet water en zeewater verschillende vriespunten hebben. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainz Bekijk alle video's voor dit artikel
Hoewel de formule (HtweeO) lijkt eenvoudig, water vertoont zeer complexe chemische en fysische eigenschappen. Het smeltpunt, 0 ° C (32 ° F) en het kookpunt, 100 ° C (212 ° F), zijn bijvoorbeeld veel hoger dan zou worden verwacht in vergelijking met analoog verbindingen , zoals waterstofsulfide en ammoniak . In zijn vaste vorm, ijs, is water minder dicht dan wanneer het vloeibaar is, een andere ongebruikelijke eigenschap. De wortel van deze afwijkingen ligt in de elektronische structuur van het watermolecuul.
Het watermolecuul is niet lineair maar op een speciale manier gebogen. De twee waterstofatomen zijn onder een hoek van 104,5 ° aan het zuurstofatoom gebonden.
maakt Noord-Ierland deel uit van het VK
De O―H-afstand (bindingslengte) is 95,7 picometer (9,57 × 10−11meter, of 3,77 × 10−9inches). Omdat een zuurstofatoom een grotere elektronegativiteit heeft dan een waterstofatoom, zijn de O―H-bindingen in het watermolecuul polair, waarbij de zuurstof een gedeeltelijke negatieve lading (δ−) draagt en de waterstofatomen een gedeeltelijke positieve lading (δ+).
Waterstofatomen in watermoleculen worden aangetrokken door gebieden met een hoge elektronendichtheid en kunnen met die gebieden zwakke verbindingen vormen, waterstofbruggen genoemd. Dit betekent dat de waterstofatomen in één watermolecuul worden aangetrokken door de niet-bindende elektronenparen van het zuurstofatoom op een aangrenzend water molecuul. Aangenomen wordt dat de structuur van vloeibaar water bestaat uit: aggregaten van watermoleculen die zich voortdurend vormen en opnieuw vormen. Deze orde op korte afstand, zoals het wordt genoemd, verklaart andere ongebruikelijke eigenschappen van water, zoals zijn hoge viscositeit: en oppervlaktespanning.
waterdruppels Water is een polair molecuul en wordt aangetrokken door andere polaire moleculen. Zo vormen zich druppeltjes of parels van water op een niet-polair oppervlak omdat watermoleculen aan elkaar hechten in plaats van aan het oppervlak te hechten. fotofuerst/Fotolia
water splitsen Een katalysator die water splitst in waterstof en zuurstof. American Chemical Society (een uitgeverij van Britannica) Bekijk alle video's voor dit artikel
Een zuurstofatoom heeft zes elektronen in zijn buitenste (valentie) schil, die in totaal acht elektronen kan bevatten. Wanneer een zuurstofatoom een enkele chemische binding vormt, deelt het een van zijn eigen elektronen met de kern van een ander atoom en ontvangt in ruil daarvoor een deel van een elektron van dat atoom. Wanneer gebonden aan twee waterstofatomen, is de buitenste elektronenschil van het zuurstofatoom gevuld.
De elektronenrangschikking in het watermolecuul kan als volgt worden weergegeven.
Elk paar stippen vertegenwoordigt een paar ongedeelde elektronen (d.w.z. de elektronen bevinden zich alleen op het zuurstofatoom). Deze situatie kan ook worden weergegeven door het watermolecuul in een kubus te plaatsen.
Elk ↑↓-symbool vertegenwoordigt een paar ongedeelde elektronen. Deze elektronische structuur leidt tot waterstofbinding.
Copyright © Alle Rechten Voorbehouden | asayamind.com