Woda - cud naszej codzienności
Albert Einstein powiedział, że „Ludzie są jak morze, czasem łagodni i przyjaźni, czasem burzliwi i zdradliwi. Przede wszystkim to jednak tylko woda”. To stwierdzenie ma sens nie tylko filozoficzny, nasze ciało składa się w większości z wody, której ilość zmniejsza się z wiekiem od 70% w ciele niemowlęcia do 50% w ciele dorosłego człowieka. Woda jest głównym składnikiem chemicznym wszystkich komórek. Istnieje życie bez tlenu, bez słońca natomiast nie ma życie bez wody. Woda jest wszechobecnym związkiem chemicznym na Ziemi, pokrywa jej powierzchnię w 73%, jest także składnikiem atmosfery i środowiska lądowego. Woda ma ogromny wpływ na nasze środowisko naturalne, w wielu przypadkach kształtuje zarówno globalnie jak i lokalnie jego cechy takie jak np. klimat. Najbardziej dostępne i widoczne dla nas zasoby wody słodkiej jakimi są rzeki i jeziora stanowią zaledwie 0,02% całkowitej ilości wody dostępnej na Ziemi. Woda wyróżnia się wieloma unikalnymi właściwościami, nie jest podobna do żadnego innego związku chemicznego i w wielu przypadkach nie możemy jej niczym zastąpić. Jej właściwości chemiczne zdecydowały o tym jaka jest Ziemia i jakie formy życia się na niej rozwinęły. Jest niezbędna praktycznie w każdej dziedzinie gospodarki, jest dla nas źródłem energii oraz wielu przyjemności i zagrożeń. Woda jest tak powszechna, że bardzo często nie dostrzegamy jej osobliwości.
Dlaczego woda jest tak wyjątkowa? Pod względem chemicznym klasyfikujemy ją jako wodorek tlenu zbudowany z atomu tlenu połączonego z dwoma atomami wodoru poprzez „uwspólnienie” elektronów. Cząsteczka wody ma kształt trójkątny, kąt pomiędzy tymi wiązaniami wynosi 105o, bardziej elektroujemny tlen, w porównaniu z wodorem przyciąga do siebie wiążącą parę elektronów. W efekcie cząsteczka wody jest dipolem z cząstkowym ładunkiem ujemny na atomie tlenu oraz z cząstkowym ładunkiem dodatnim na atomach wodoru. Dodatnia strona polarnej cząsteczki wody może być przyciągana w kierunku ujemnej strony innej cząsteczki wody, tworząc elektrostatyczne wiązanie chemiczne między cząsteczkami, które nazywamy wiązaniem wodorowym. Wiązanie wodorowe jest wiązaniem około dziesięciokrotnie słabszym w porównaniu z typowymi wiązaniami chemicznymi. Tego typu wiązania tworzą także wodorki innych małych silnie elektroujemnych pierwiastków takich jak azot (w postaci amoniaku NH3) lub fluor (w postaci kwasu fluorowodorowego HF), jednak właściwości tych związków nie są tak anomalne jak właściwości wody. Ze względu na kształt cząsteczki wody oraz łatwość tworzenia wiązań wodorowych między cząsteczkami wody lub innymi cząstkami woda posiada szereg wyjątkowych i unikalnych właściwości, które przybliżę w następnych artykułach.
Hanna Siwek
