На самом деле вода не должна быть жидкой! Ей полагается быть газом. Ведь все остальные молекулы со схожими характеристиками при комнатной температуре газообразны. В материале объясняется, почему вода — помимо её очевидных свойств, дарующих жизнь, — по-настоящему удивительна.
Сложно не восхищаться водой, несмотря на то, что она является самым распространенным соединением в космосе.
Обычно вода принимает форму льда или газа, образуя красивые структуры. Все легкие молекулы, такие как углекислый газ или метан, являются газами. От водорода до кислорода — все молекулы подобного размера и веса при комнатной температуре остаются газообразными.
Но здесь, на Земле, она в основном проявляет себя в своей редчайшей форме — жидкой.
Знаете ли вы, что кольца Сатурна состоят из бесчисленных ледяных глыб? Хвосты комет — это в основном водяной пар. Большинство звезд окружено паром.
(Газообразная вода на самом деле невидима. Облака — это не пар, а бесчисленные крошечные капли жидкости. Прозрачный зазор шириной около 5 сантиметров между носиком чайника и белым «паром» — это и есть настоящий пар. То, что в обиходе называют паром, на самом деле им не является. Пар неведим. Белое облако над чайником — это всего лишь место, где из-за конденсации начинают появляться мельчайшие капли жидкости).
Почему на Земле вода жидкая?
Жидкая фаза воды существует только в чрезвычайно узком температурном диапазоне, но даже этого недостаточно!
Молекулы H2O также должны находиться под давлением, которое на нашей планете обеспечивается весом атмосферы.
Только при таких условиях возникает эта прозрачная жидкая магия.
В следующий раз, глядя на стакан воды, стоит задуматься о следующем:
- Две трети его содержимого — чистый водород, из которого состоит большая часть космоса. Водород, который в школьной лаборатории обычно не привлекает внимания дольше нескольких минут, лишь изредка заставлял мир смотреть на него с широко открытыми глазами. Когда взорвался дирижабль «Гинденбург», а позже — шаттл «Челленджер», эти завораживающие и ужасные зрелища были, по сути, демонстрацией простейшей химии. Водород вырывался из человеческого плена, чтобы воссоединиться со своим любимым спутником — кислородом. Их вечное порождение — вода, поэтому во время этих взрывов белые клубы «дыма», окружавшие гибнущие аппараты, были просто облаком.
- Другой компонент воды в стакане — кислород — намного тяжелее водорода. Атом кислорода в шестнадцать раз массивнее атома водорода. Хотя атомов водорода в воде в два раза больше, чем атомов кислорода, 7/8 веса воды приходится на кислород. Поскольку человеческое тело в основном состоит из воды, две трети веса человека — это тоже чистый кислород. То же самое касается и других животных. И даже Луны. Когда койоты воют на Луну, это, по сути, случай, когда кислород воет на кислород.
Самая странная характеристика воды
Самая необычная особенность воды заключается в следующем: два атома водорода, химически связанные с одним атомом кислорода, расположены не по прямой линии (180 градусов), а под углом 105 градусов.
Один только этот факт сделал возможной жизнь на Земле (и, возможно, в бесконечном множестве других миров). Угол в 105 градусов приводит к тому, что часть молекулы с кислородом имеет более отрицательный заряд, а часть с водородом — более положительный. В результате молекулы воды выстраиваются определенным образом. Кислород одной молекулы соединяется с водородом другой в сеть слабых связей. Таким образом, вместо того чтобы быть простой смесью отдельных молекул, вода представляет собой структуру, которая ведет себя как гораздо более крупное образование.
Эта маленькая особенность имеет колоссальное значение. Без таких водородных связей вода, подобно всем остальным молекулам аналогичного размера и веса, была бы газом при комнатной температуре. Именно из-за этого странного электрического взаимодействия сосуды и мозг живых существ наполнены жидкостью, а не паром.
Жизнь не могла бы существовать, если бы вода не оставалась жидкостью при комнатной температуре!
