Proprietățile fizico-chimice ale apei
Apa - molecula polară: deoarece oxigenul este mai electronegativ decât hidrogen, și trage densitatea de electroni pe atomul O are parțial negativă (# 948 ;-), și atomii de H - pozitiv parțial (# 948 +) taxa.
Pe una dintre moleculele de apă și H apare o altă legătură de hidrogen molecula de apă. În apă lichidă, legături de hidrogen se formează între toate moleculele, dar moleculele muta, care poate fi însoțită de ruperea de legături de hidrogen și formarea unora noi.
Când apa fierbe, toate legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă trebuie să fie sparte în molecule separate, în funcție de „acoperi departe“, în perechi. Spargerea legături de hidrogen este irosit energia. Prin urmare, în comparație cu substanțele nepolare aproximativ aceeași greutate moleculară, cum ar fi CH4 metan, apa are un topire ridicat și cu punct de fierbere, capacitate termică ridicată.
Aceste proprietăți sunt importante pentru sistemele vii: datorită capacității calorice ridicate a organismelor vii de apă, precum și corpurile de apă este încălzită ușor și încet se răcește, iar în interiorul lor căldura are timp să fie distribuite uniform în întregul volum (toate părțile corpului au temperatură similară).
In structura moleculelor de apă de gheață sunt, de asemenea, legături de hidrogen. Ice este mai ușor decât apa și plutește la suprafață. Acest lucru previne apa de la înghețarea în timpul iernii totală, astfel încât organismele pot supraviețui sub gheață.
Hidrofile și hidrofobe
Apa joacă în sistemele vii ale rolului universal al solventului. Conform principiului „ca se dizolva ca“ substanță dizolvată natura acolo polar sau ionic, deoarece particulele acestor substanțe conțin taxe parțială sau totală și pot interacționa cu moleculele de apă. De exemplu, ionii sunt atrase de porțiunea încărcat cu sarcină opusă a moleculelor de apă, prin care ion hidratat, hidratat achizitoare manta - o manta de molecule de apă (vezi fig ..). molecule polare, cum ar fi alcoolul etilic, formează, de asemenea, legături de hidrogen și hidratat. Figura prezintă dizolvarea clorurii de sodiu NaCl în apă și hidratarea ionilor corespunzători.
Dacă substanțele polare sau ionice nu sunt solubile în apă, au totuși umectată (apă reacționează cu suprafața). Dizolvat în apă sau agent de umectare numit hidrofil. Exemple de substanțe hidrofile - sare, etanol, acid clorhidric și acid acetic, zaharuri și alte proteine solubile.
Cu privire la fond ale căror molecule sunt nepolare, puțin solubile în apă și nu sunt umectate de acesta. Aceste molecule sunt capabile de a interacționa cu moleculele de apă pentru a forma legături de hidrogen. Găsirea moleculele lor includ molecule de apă este nefavorabil energetic. Ele par să tind să reducă la minimum suprafața de contact cu apa, adică „feri de apă“ - ( „Hydrosila“ din greacă - apă „Phoebe“ - frică) o substanță hidrofobă. Aceste materiale formează în general o fază separată în apă - picăturile în suspensie (emulsie, de exemplu, grăsime din lapte în lapte) sau un strat separat, care în funcție de chiuvetele de densitate (de exemplu, fenol) sau flotoare (de exemplu, ulei vegetal sau benzină) în apă.
Deoarece diferența în electronegativities de carbon și hidrogen este scăzut, substanțele hidrofobe sunt hidrocarburi - molecule organice construite numai de C și atomi de H, de exemplu, parafină, benzină, kerosen (ulei natural este un amestec de hidrocarburi).
Schema de ulei delaminare în emulsie apă este prezentată în figură.
Aciditate și TAMPOANE
Alte substanțe anorganice formează complecși cu proteine, de exemplu, sunt parte a enzimelor care joacă un rol important în cataliză. Într-o astfel de formă implicată în viața celulei compus de fier, sulf, mangan, cupru, zinc, calciu, cobalt etc. Unele componente anorganice fac parte din substanțe organice importante, cum ar fi magneziu -. Clorofilă și iod - în hormoni tiroidieni. Mențiune specială ar trebui să fie resturi de acid fosforic, care fac parte din nucleotide și acizi nucleici și joacă un rol important în energie și procesele genetice ale celulei.
Substanțele anorganice sunt conținute în unele dintre organismele vii sub formă de solide insolubile. Acest lucru este în primul rând formarea scheletice: os de vertebrate, constând în principal din fosfat de calciu, coji de scoici și foraminifere construite din carbonat de calciu, coji de diatomee sunt formate din oxid de siliciu. In plus, săruri anorganice, în principal de calciu, include ca și componente care măresc rezistența și rigiditatea într-o serie de formațiuni structurale construite în principal din substanțe organice, cum ar fi coji de chitină de artropode, substanță intercelulară plantelor.