تركيبة الماء الكيميائية

تركيبة الماء الكيميائية، من المعروف أن الماء هو أساس الحياة بالنسبة لجميع الكائنات الحية على وجه الأرض، والماء ليس له لون ولا طعم ولا رائحة، فهو سائل له شفافية نقية جداً، وتشكل نسبة الماء حوالي 70 % من سطح الأرض سواء المياه العذبة أم المالحة.

الماء في الطبيعة

• يوجد الماء في الطبيعة في هيئة ثلاث أشكال مختلفة فهو يوجد في السائلة، ويوجد في الحالة الصلبة كالجليد والثلج، ويوجد في الحالة الغازية كبخار الماء، ودرجة الصفر المئوي هو درجة تجمد الجليد.
• إن درجة غليان الماء هي درجة مائة درجة مئوية، وعندما قام العلماء بتحليل الماء كيميائياً، فوجدوا أنه يتكون من مادتين وهما الأكسجين والهيدروجين والمادتين قابلين للاشتعال.

شاهد أيضًا: رمز كلوريد الصوديوم في الماء

معرفة ما يتكون منه جزيء الماء

• يسمى العلماء الماء باسم علمي وهو أكسيد الهيدروجين، حيث أنه مركب كيميائي يتكون من ذرتي أكسجين وذرة هيدروجين، فالقطرة من الماء تحتوي على ملايين الجزيئات.
• إن الجزيئات التي يحتوي عليها الماء عبارة عن اتحاد ذرات غاز الهيدروجين مع ذرات غاز الأكسجين العادي، ومن الممكن أن يحتوي الماء على ذرة هيدروجين ثقيلة وهي تكون أثقل وزناً من الهيدروجين العادي.
• عندما يحتوي الماء على ذرات هيدروجين ثقيلة والتي تسمى بالديوتريوم فحينها يسمى هذا الماء بالماء الثقيل، وترتبط جزيئات الماء بين بعضها البعض على قوة الروابط الكيميائية وقوة الروابط الهيدروجينية.

الروابط الكيميائية الموجودة في جزئ الماء

• يتم تحديد الروابط الكيميائية الموجودة في الماء على أساس القوى التي تقوم بالربط بين ذرات الهيدروجين وذرات الأكسجين، وقد وتبين للعلماء أنه يدور إلكترون حول نواة كل ذرة هيدروجين.
• أيضاً تبين للعلماء أن ذرة الأكسجين يمكن أن يدور حول نواتها إلكترونين، ويمتلئ الفراغ الموجود في ذرتي الهيدروجين مع دوران هذه الإلكترونات.
• عند دوران الإلكترونات حول ذرة الأكسجين وامتلاء الفراغ الموجود في ذرتي الأكسجين حينها يصبح جزئ الماء أكثر قوة وذو تركيبة قوية يتم تفككها بسهولة جداً عند الوصول لدرجة الغليان.

الروابط الهيدروجينية الموجودة في جزئ الماء

• يتم تحديد الروابط الهيدروجينية التي توجد في جزئ الماء من خلال الروابط الهيدروجينية التي تربط بين جزيئات الماء وبعضها.
• ويتم هذا الربط بواسطة أن كل جزئ ماء يحتوي في نهايته على شحنة موجبة، ويوجد في النهاية التي تقابلها شحنة سالبة، وتصبح الروابط في جزئ الماء أكثر قوة وصلابة عند تجاذب الشحنات الموجبة مع السالبة.

خصائص الماء الكيميائية

• يصف العلماء الماء من الناحية الكيميائية على أنه مذيب من المذيبات القوية، ويصفه العلماء باسم المذيب العام لأن معظم المواد التي عرفها العلماء عندما أجروا تجارب بوضعها في الماء فتم إذابتها بكل سهولة.
• هناك مذيبات أخرى تقوم بإذابة المواد ولكن هذه المذيبات تقوم بالتفاعل المباشر مع هذه المواد، باستثناء الماء فإنه يتميز بأنه مذيب يقوم بإذابة المواد دون التفاعل معها.
• أيضاً من خواص الماء الكيميائية أنها ضعيفة التأين فهي تقوم بتحويل الجزيئات إلى أيونات، وعندما يتم تحليل هذه الأيونات فذلك يقوم بالتأثير في حموضة الماء ويصبح الماء حينها غير مستساغاً.

خصائص الماء

• الماء كما نعرف هو من أهم مكونات الحياة، فهو يتميز بالكثير من الخصائص والصفات التي تجعله مميزاً عن السوائل الأخرى ومن هذه الخصائص:
• أولى هذه الخصائص هي التماسك، والتماسك هي خاصية رئيسية ومهمة للماء، حيث أنه بسبب الروابط الهيدروجينية الموجودة بين الجزيئات المتجاورة تقوم جزيئات الماء بالانجذاب لبعضها البعض.
• عند انجذاب جزيئات الماء لبعضها لبعض يتم السماح للماء حينها بالبقاء على الحالة السائلة عند التواجد في درجات الحرارة العادية وعدم تحوله إلى الحالة الغازية.
• ثاني خصائص الماء هي خاصية الالتصاق فالماء يستطيع أن يجذب إليه أنوع أخري من الجزيئات وهذه الجزيئات لديها القدرة على أن تكون روابط هيدروجينية معها.
• خاصية الالتصاق تساعد مع خاصية التماسك على الكثير من العمليات مثل تسهيل وتيسير عمل الشعيرات الدموية، كما أنها تعمل على تسهيل حركة الماء الأفقية داخا سيقان النباتات.
• من خصائص الماء أيضاً درجة الحرارة النوعية له، حيث يحتاج الماء من أجل كسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئاته الكثير من الحرارة، وهذا يسمح للماء بأن يعمل على مقاومة التغييرات الحادة على الطقس.

بعض خصائص الماء

• إن تبخر الماء له دور هام ورئيسي في التبريد وكثير من الحيوانات تقوم باستخدام هذه الخاصية من أجل الحفاظ على برودتها وذلك بواسطة العرق.
• من خصائص الماء أيضاً أنه يتم تجميده من أعلى إلى أسفل وذلك يرجع إلى انخفاض كثافة الجليد، ويعود السبب في هذا إلى الروابط الهيدروجينية الموجودة في الماء.
• من خصائص الماء أن الماء يعتبر هو المركب الوحيد الذي يوجد في الحالة السائلة، والصلبة والغازية في الظروف الطبيعية، ومن خصائص الماء أيضاً أنه يمكن أن يكون حمضياً وقاعدياً معاً.

شاهد أيضًا: أنواع الماء في جسم الإنسان

الدورة المائية

• إن حركة الماء على الأرض، وداخل الأرض، وفوق الأرض كل هذا يُعرف باسم دورة المياه، حيث الماء دائما يوجد في حالة حركة مستمرة ودائمة ويوجد أيضاً في حالات متغيرة فهو يوجد في حالة سائل وصلب وغازي.
• هذه الحركة وهي حركة الماء عملت على سطح الأرض منذ قديم الأزل أي منذ بلايين السنين. فبدون هذه الحركة ستنعدم الحياة على سطح الأرض.
• تبدأ الدورة المائية من المحيطات حيث أنه يوجد في المحيطات معظم مياه الأرض، ثم تقوم الشمس بتسخين مياه البحار والمحيطات، وتقوم الشمس بتحويل جزء من الماء إلى بخار متصاعد في الهواء.
• ثم تكمل هذه الدورة بأن تحمل التيارات الهوائية المتصاعدة بخار الماء وتوصله إلى الغلاف الجوي، حيث يتكاثف البخار بسبب انخفاض درجات الحرارة في السحب.
• تقوم التيارات الهوائية بتحريك الغيوم عبر العالم، حيث تتساقط هذه الغيوم على هيئة قطرات من الماء وتجري هذه القطرات على سطح الأرض، أو تتحول إلى مياه جوفية.
• يمكن بعد تحريك التيارات الهوائية الغيوم عبر العالم أن تتساقط هذه الغيوم على شكل ثلوج وعندما تذوب هذه الثلوج تعود معظم الهطولات هذه إلى المحيطات.

الأهمية الحيوية للماء

• يعد الماء عنصر أساسي لحدوث واكتمال عملية البناء الضوئي، وأيضاً يعد أساسياً من أجل عملية التنفس الخلوي عند الكائنات الحية، حيث تقوم خلايا النباتات عند حدوث عملية البناء الضوئي بفصم الهيدروجين والأكسجين.
• عندما تقوم خلايا النباتات بفصم الهيدروجين عن الأكسجين في جزيء الماء باستخدام الطاقة الشمسية، يقوم الأكسجين بالاتحاد مع ثنائي أكسيد الكربون، ليتم تشكيل الجلوكوز وتحرير الأكسجين.
• في مقابل ذلك تحرق الكائنات الحية السكر باستخدام الأكسجين ليتم تحرير الماء وغاز ثنائي أكسيد الكربون لتأمين الطاقة واستمرار الحياة.
• من الأهمية الحيوية للماء أيضاً أنها تؤمن وسط معتدل واس هيدروجينية وبالتالي فهو يساعد في عمل إنزيمات، ومن المعروف أن جميع الكائنات الحية تحتاج إلى كميات وفيرة من الماء للقيام بالعمليات الحيوية.
• يعمل الماء على ضبط درجة حرارة جسم الكائنات الحية، من خلال إدماع عند النباتات أي تعرقهم وعلى شكل عرق عند الحيوانات وعند البشر، وأيضاً يعتبر الماء عامل محدد للإنتاجية في النظم البيئية على الأرض.

شاهد أيضًا: الحفاظ على الماء للأطفال

لقد تحدثنا عن تركيبة الماء الكيميائية، وعن تركيبه وعن المواد التي يتكون منها وذكرنا أنه يتكون من عنصريين أساسيين وهما الهيدروجين والأكسجين، وهما عنصران قابلان للاشتعال، وذكرنا فوائد المياه وباختصار فإنه يعتبر مصدر الحياة على الأرض.