Ūdens ir visur uz mūsu planētas, un tas ir iemesls, kāpēc mums ir organiska dzīvība. Tas veido mūsu kalnus, grebj mūsu okeānus un ietekmē mūsu laika apstākļus. Būtu loģiski domāt, ka ūdenim jābūt vienam no pamatelementiem. Bet patiesībā ūdens ir ķīmisks savienojums.
Ūdens kā savienojums un molekula
A savienojums veidlapas, kad divas vai vairākas atomi veido ķīmiskās saites savā starpā. ūdens ķīmiskā formula ir H2O, kas nozīmē, ka katra ūdens molekula sastāv no viena skābekļa atoma ķīmiski savienots diviem ūdeņraža atomiem. Tādējādi ūdens ir savienojums. Tas ir arī a molekula, kas ir jebkura ķīmiska suga, ko veido divi vai vairāki atomi, kas ķīmiski saistīti viens ar otru. Termini "molekula" un "savienojums" nozīmē vienu un to pašu, un tos var lietot savstarpēji aizstājot.
Dažreiz rodas neskaidrības, jo molekulas un savienojuma definīcijas ne vienmēr ir bijušas tik skaidras. Agrāk dažas skolas mācīja, ka molekulas sastāvēja no atomiem, kas savienoti caur kovalents ķīmiskās saites, savukārt savienojumi veidojās caur
jonu obligācijas. Ūdeņraža un skābekļa atomi ūdenī ir saistīti ar kovalenci, tāpēc saskaņā ar šīm vecākajām definīcijām ūdens būtu molekula, bet ne savienojums. Savienojuma piemērs būtu galda sāls, NaCl. Tomēr, tā kā zinātnieki labāk saprata ķīmisko saiti, līnija starp jonu un kovalentajām saitēm kļuva izplūdušāka. Arī dažas molekulas satur gan jonu, gan kovalento saikni starp dažādiem atomiem.Rezumējot, savienojuma mūsdienu definīcija ir molekulu tips, kas sastāv no vismaz diviem dažādiem atomiem. Pēc šīs definīcijas ūdens ir gan molekula, gan savienojums. Gāze ar skābekli (O2) un ozonu (O3), piemēram, ir vielas, kas ir molekulas, bet nav savienojumi.
Kāpēc ūdens nav elements
Pirms cilvēce zināja par atomiem un molekulām, ūdens tika uzskatīts par elementu. Citi elementi ietvēra zemi, gaisu, uguni un dažreiz metālu, koku vai spirtu. Dažos tradicionālos nolūkos jūs varētu uzskatīt ūdeni par elementu, bet tas nav kvalificējams kā elements saskaņā ar zinātnisko definīciju elements ir viela, kas sastāv tikai no viena veida atomiem. Ūdens sastāv no divu veidu atomiem: ūdeņradis un skābeklis.
Cik ūdens ir unikāls
Lai arī ūdens ir visur uz Zemes, tas ir ļoti neparasts savienojums, jo tā atomiem ir ķīmiskās saites. Šeit ir dažas no tās ekscentritātēm:
- Ūdens šķidrā stāvoklī ir blīvāks nekā cietā stāvoklī, tāpēc ledus var peldēt uz šķidra ūdens vai tajā.
- Ūdenim ir neparasti augsts viršanas punkts, pamatojoties uz tā molekulmasu.
- Ūdeni bieži dēvē par “universālu šķīdinātāju”, jo tam ir pārsteidzoša spēja izšķīdināt tik daudz vielu.
Šīs neparastās īpašības ir dziļi ietekmējušas dzīvības attīstību uz Zemes, kā arī atmosfēras iedarbību un Zemes virsmas eroziju. Citām planētām, kuras nav bagātas ar ūdeni, ir bijusi ļoti atšķirīga dabiskā vēsture.