هذا هو السبب الذي يجعل الماء مختلفاً عن بقية السوائل

قد لا تفكر في ذلك كثيراً ، ولكن الماء غريب جدًا، فهو لا يسلك سلوك أي سائلٍ آخر . الآن يعتقد العلماء أنهم اكتشفوا السبب، فهو يتعلق بالترتيب الغريب لجزيئاته.

واحدة من أغرب صفات الماء هي كثافته غير الإعتيادية … عادة ، تصبح السوائل كثيفة بشكل متزايد عند تبريدها ، لكن الماء يصل إلى أعلى كثافة عند حوالي 4 درجات مئوية (39.2 درجة فهرنهايت)، ويصبح أقل كثافة عند زيادة تبريده ، لذلك عندما يتجمد ويصبح ثلجاً عند درجة الصفر المئوي (32 درجة فهرنهايت) ، يكون الثلج أقل كثافة من الماء في حالته السائلة. هذا هو سبب طفو الجليد فوق سطح الماء.
لكن هذا ليس كل شيء. فللماء أيضًا توتر سطحي عالٍ جدًا ، بإستثناء الزئبق ، فإن للماء أعلى توتر سطحي بين جميع السوائل. هذا هو ما يسمح لعناكب الماء بالسير على السطح.
وفوق هذا كله ، فإن الماء له نقطة غليان مرتفعة بشكل غير عادي ، وحقيقة أن العديد من المواد الكيميائية تذوب فيه هي أيضًا غريبة حقًا ، إذا ما تمت مقارنته بسوائل أخرى.
للتعمق في بعض هذه الخصائص الغريبة ، يحتاج العلماء إلى الانتقال الى المستوى الجزيئي للماء، تترتب جزيئات الماء بشكل رباعي سواء كان ماءاً بدرجة حرارة الغرفة ام كان جليداً ، مما يعني أن كل جزيء ماء مرتبط بأربعة جزيئات أخرى على شكل هرم .
استخدم باحثون من جامعة بريستول و جامعة طوكيو ، حاسوبًا ذو قدرة فائقة لإجراء تعديلات على الشكل الهرمي لجزيئات الماء.
من خلال إجراء هذه التعديلات ، يمكن أن نجعل الماء يتصرف مثل السوائل الأخرى – على سبيل المثال ، جعل الثلج أكثر كثافة من الماء السائل ، وجعله يغطس الى القاع بدل أن يطفو على السطح.

ويمكن جعل هذا التغير ينطبق على جميع خصائص الماء حسب قول الفريق المتخصص – مما يشير إلى أن خصائص الماء هي نتيجة للترتيب المتميز لجزيئاته.
وأوضح الباحث الرئيسي “جون روسو” “John Russo” ,”وفق هذا الإجراء ، وجدنا أن ما يجعل الماء يتصرف بشكل غير إعتيادي يرجع لترتيب جزيئاته بصورة خاصة ، كالترتيب الرباعي الأسطح لجزيئاته”
“يمكن أن تنظم أربع من هذه الترتيبات الرباعية نفسها بطريقة تشترك فيها مع جزيء ماء إعتيادي في منتصفها دون أي تداخل، إن هذا النظام بالإضافة الى العشوائية في ترتيب الجزيئات، هو ما يعطي الماء هذه الخصائص التي تبدو غريبة بعض الشيء”

الحياة كما نعرفها ستكون مستحيلة بدون الماء بطبيعته الحالية، فهو غير قابل للضغط بسهولة ، مما يجعله قابلاً للضخ فهو يتدفق خلال أوردتنا حاملاً معه خلايا الدم، على سبيل المثال.
ولكونهُ مذيب جيد ، يمكن للماء الموجود في أجسادنا أن يذيب العناصر الغذائية التي نحتاج إليها. حتى الكثافة المنخفضة للجليد، فالجليد عندما يطفو يساعد على إبقاء الحياة ، فإذا ما تجمد قاع البحيرات، فإن الحياة داخلها سوف تموت.

كذلك فإن الكثافة المنخفضة هي أيضاً السبب الذي يجعل الماء يتمدد عند التجمد والتي بدورها ساعدت في تشكيل كوكبنا ، فعندما تتسرب المياه إلى الصخور ، وتتجمد ، فإنها سوف تتوسع ، محطمةً الصخور من الداخل.

 

 

 

 

 

 

ترجمة: Zaineb Kadhim

تدقيق: Mutadha Raad

تصميم ونشر: Tabarek A. Abdulabbas

المصدر: هنا

Comments

comments