Vettä ei pitäisi olla olemassa

Vesi on outo ilmestys. Sen kiehumispiste on 140 astetta korkeampi kuin muiden vastaavien aineiden, ja se on kiinteänä kevyempää kuin nesteenä. Ominaisuudet selittyvät sähköisistä varauksista.

Vesi on outo ilmestys. Sen kiehumispiste on 140 astetta korkeampi kuin muiden vastaavien aineiden, ja se on kiinteänä kevyempää kuin nesteenä. Ominaisuudet selittyvät sähköisistä varauksista.

shutterstock

Kemialliset sidokset antavat vesimolekyylille supervoimia

/ 3

Hapella ja vedyllä yhteiset elektronit

Vesimolekyyli koostuu yhdestä happiatomista ja kahdesta vetyatomista. Niiden välillä on niin sanottu kovalenttinen sidos, eli vetyatomin elektronit ovat yhteisiä happiatomin kanssa.

1

Kaksi erilaista sähköistä varausta

Happiatomi vetää elektroneja puoleensa vahvemmin kuin vetyatomit. Tuloksena on niin sanottu dipoli, eli vesimolekyylissä on hapen puolella negatiivinen ja vedyn puolella positiivinen varaus.

2

Vesimolekyylit sitoutuvat toisiinsa

Positiivisesti varautuneet vetyatomit vetävät toisten vesimolekyylien negatiivisesti varautuneita happiatomeja puoleensa. Vetysidosten yhdistämistä vesimolekyyleistä syntyy nestemäistä vettä.

3
© Shutterstock & Lotte Fredslund

Epätavallisen korkea kiehumispiste

© Shutterstock

Mitä isompi massa molekyylillä on, sitä korkeampi on aineen kiehumispiste.

Vettä tämä sääntö ei koske. Esimerkiksi seleenivety on raskaampaa kuin vesi, mutta sen kiehumispiste on −42 °C.

Veden pitäisi kiehua vielä alhaisemmassa lämpötilassa, mutta vetysidosten takia vesimolekyyli hajoaa vasta 100 asteessa, mikä on ollut ratkaisevaa elämän synnyn kannalta.

Pintajännitys sitoo veteen kalvon

© shutterstock & Lotte Fredslund

Veden pinnassa vesimolekyylit eivät voi muodostaa vety­sidoksia joka suuntaan ja siksi ne sitoutuvat tavallista lujemmin lähellä oleviin molekyyleihin.

Näin syntyvä pintajännitys pitää koossa esimerkiksi pisarat ja antaa hyönteisille kyvyn kävellä veden pinnalla.

Jääeriste lämmittää veden elämää

© shutterstock & Lotte Fredslund

Jäätyneen veden tiheys on pienempi kuin nestemäisen, koska vesimolekyylit asettuvat kuusikulmaisiksi kiteiksi, kun lämpötila lähestyy nollaa astetta.

Silloin molekyylien välinen etäisyys kasvaa. Siksi jää on kevyempää kuin vesi ja kelluu veden pinnalla.

Vesistöissä jääpeite eristää lämpöä niin, että vesi sen alla pysyy sulana ja kasvit ja eläimet selviävät talvesta.

Dipoli repii aineet toisistaan

© Shutterstock

Vesimolekyyli on niin sanottu dipoli, jossa toinen puoli, happi, on negatiivisesti varautunut, ja toinen, vety, on positiivisesti varautunut.

Siksi vesi voi repiä monia aineita irti toisistaan ja liuottaa niitä. Aineet jakaantuvat negatiivisesti varautuneisiin hiukkasiin, joita vetyatomit vetävät puoleensa. Positiivisesti varautuneita hiukkasia taas vetävät puoleensa happiatomit.

Esimerkiksi ruokasuola liukenee veteen, koska dipoli repii NaCL-molekyylin ioneiksi Na+ ja Cl-.

Tämä ominaisuus on ollut ratkaiseva elämän kehitykselle Maassa, sillä aineet ovat kyenneet muodostamaan uudenlaisia yhdisteitä ja sekoittumaan.