Cząsteczka wody

Cząsteczka wody zbudowana jest z dwu atomów wodoru i Jednego atomu tlenu. Atomy wodoru znajdują się w odległości 0,96 A od atomu tlenu, a kąt pomiędzy wiązaniami wynosi 106°. Ta asymetria cząsteczek wody decyduje o tym, że są one elektrycznie spolaryzowane, przy czym przy atomie tlenu występuje przewaga ładunku ujemnego, a przy atomach wodoru – dodatniego. Dipolowy charakter cząsteczek wody warunkuje jej wysoką stałą dielektryczną, która w temperaturze pokojowej wynosi ok. 80. Dzięki temu woda jest doskonałym, najbardziej uniwersalnym rozpuszczalnikiem dla elektrolitów. Jak wiadomo, w cząsteczkach elektrolitów atomy wiążą się ze sobą wiązaniami jonowymi, a zgodnie z prawem Coulomba elektrostatyczne siły wiążące są proporcjonalne do iloczynu ładunków elektrycznych i odwrotnie proporcjonalne do iloczynu kwadratu odległości między ładunkami i stałej dielektrycznej. Siły te w cząsteczkach elektrolitów są zatem w wodzie 80 razy mniejsze niż w powietrzu. Elektrolity rozpuszczają się w wodzie dysocjując na jony, gdyż nawet w temperaturze pokojowej ich energia termiczna wystarcza do pokonania sił elektrostatycznych wiążących je w cząsteczki.

Woda, jako płyn, zapewnia równocześnie możliwość swobodnej dyfuzji cząsteczek i jonów związków w niej rozpuszczonych, co umożliwia niezbędne dla przebiegu reakcji chemicznych zbliżenie cząsteczek reagujących ze sobą związków chemicznych. Poza tym woda nie tylko stanowi środowisko reakcji metabolicznych, ale sama jest w nich często reagentem. Dzięki dużemu ciepłu właściwemu wody zmiany jej temperatury zachodzą stosunkowo wolno, a wysokie ciepło parowania wody zapobiega szybkiej jej utracie przez zwierzęta i rośliny lądowe.

Woda zatem jest uniwersalnym środowiskiem dla procesów życiowych nie tylko dlatego, że jest substancją najbardziej na naszej planecie rozpowszechnioną, ale jjrzede wszystkim z tego względu, że jej własności fizyczne i chemiczne umożliwiają zachodzenie w niej reakcji chemicznych niezbędnych dla prawidłowego przebiegu czynności układów żywych. Usunięcie wody z komórek powoduje zawsze zanik ich czynności życiowych.

Podobne wpisy