ما هو شذوذ الماء

بواسطة: - آخر تحديث: ٢٠:٠٠ ، ٩ يناير ٢٠٢٠
ما هو شذوذ الماء

الماء

الماء هو عبارة عن مادة كيميائية غير عضوية تتميز بأنّها شفافة وعديمة الرائحة واللون والمذاق تقريبًا، وهي تعد المكون الرئيس للغلاف المائي للأرض، والماء مادة حيوية لجميع أشكال الحياة المعروفة على الرغم من أنّها لا توفر السعرات الحرارية أو المواد الغذائية العضوية، والصيغة الكيميائية للماء هي H2O وهذا يعني أنّ كل من جزيئاته تحتوي على ذرة أكسجين واثنين من ذرات الهيدروجين متصلة بواسطة روابط تساهمية، وللماء خواص كثيرة وحالات كثيرة يمر بها وهذا المقال سيجيب بشكل خاص عن سؤال: "ما هو شذوذ الماء؟" وما هي أسبابه.[١]

ما هو شذوذ الماء

يمكن إجابة سؤال: "ما هو شذوذ المياه؟" بأنّ المياه الشاذة هي المياه السائلة التي تتشكل عمومًا من خلال تكثيف بخار الماء في الزجاج الصغير أو في الشعيرات الدموية المنصهرة وتختلف خصائصه عن تلك الموجودة في المياه العادية حيث إنّ ضغط البخار منخفض مع انخفاض درجة الحرارة والتجمد أيضًا وارتفاع الكثافة واللزوجة والاستقرار الحراري العالي والأطياف المختلفة للأشعة تحت الحمراء، ولكن في السبعينات من القرن الماضي أثبتت الدراسة أنّ المياه الشاذة هي عبارة عن مياه عادية ولكن تحتوي على ملوثات أيونية تسبب لها خصائص مختلفة وغير عادية.[٢]

خصائص الماء الشاذة

بعد معرفة ما هو شذوذ الماء سيتم التحدث عن خصائص هذه الماء الشاذة بشكل مفصل، حيث إنّ للماء الشاذة خصائص مختلفة عن المياه العادية ومن أهم تلك الخصائص ما يأتي:[٣]

  • الماء المجمد يُظهر أيضًا حالات شاذة بالمقارنة مع المواد الصلبة الأخرى على الرغم من أنّه يحتوي على جزيء بسيط غير عادي من الـ H2O ومع ذلك يتميز بطابع معقد وشاذ للغاية وذلك بسبب ارتباطه بالهيدروجين بين الجزيئات.
  • التمدد في المياه الشاذة هو خاصية غير طبيعية بالمياه العادية، حيث إنّ المياه الشاذة تتمدد بدلًا من الانقباض وذلك عندما ترتفع درجة الحرارة من 4 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية.
  • تصبح المياه الشاذة أقل كثافة كلما تجمدت وذلك لأن جزيئات الماء عادة ما تكون هياكل بلورية مفتوحة عندما تكون في صورة صلبة.
  • الكثافة مسؤولة عن التمدد الغير عادي للمياه الشاذة، حيث أنه عندما تنخفض درجة الحرارة تتقلص الطبقة العليا من الماء وتُصبح أكثر كثافة وتغرق في القاع، وهذه خاصية غير معتادة للماء حيث تُصبح أقل كثافة لأنها تتجمد وهذا عكس معظم السوائل.

سبب شذوذ الماء

المقصود بالشذوذ بشكل عام هو الانحراف عما هو قياسي أو عادي أو متوقع، ويمكن للماء أن تُظهر هذه الخصائص غير المتوقعة وكما تم التحدث سابقًا فإنّ الماء تُظهر مجموعة واسعة من الحالات الشاذة مقارنة بالسوائل المماثلة أو هيدريدات عناصر المجموعة 16 الأخرى، وواحدة من أكثر الحالات الشاذة للماء التي تم التحدث عنها هي تكوين الجليد من الماء السائل وكيف تتغير الكثافة عندما نبرد الماء.[٤]

أما فيما يخص سبب شذوذ الماء فهو يعود أنّ جزيء الماء يحتوي على أكسجين وهي ذرة صغيرة وذات كهرباء عالية مقارنة بالهيدروجين ولذلك فإنّ جزيئات الأكسجين تجذب السحب التساهمية لـ O-H تجاه نفسها وهذا ما يجعل الماء قطبيًا، ويؤدي ارتباط الهيدروجين في جزيئات الماء إلى درجة غليان مرتفعة وحالة سائلة مقارنة مع هيدرات أخرى من المجموعة 16، وعندما نبرد الماء من درجة حرارة أعلى تنخفض الكثافة بشكل كبير، ولكن عندما تكون الحرارة أقل من 4 درجات مئوية تتفكك الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات بشكل أكبر ويزيد حجمها فتنخفض الكثافة، أما فيما يخص الشكل البلوري للمياه فهو الجليد حيث أنه عند الضغط الجوي يتبلور الجليد بشكل سداسي ولكن في درجات حرارة منخفضة للغاية يتكثف على شكل مكعب ويترك فجوة بين الهياكل مما يزيد من الحجم مرة أخرى، ويجب العلم أنّ كثافة الجليد أقل من كثافة الماء لذلك يطفو مكعب الثلج على الماء في فصل الشتاء، ويوفر الجليد على سطح البحيرات العزل الحراري المناسب الذي يضمن بقاء الحياة المائية.[٤]

المراجع[+]

  1. "Water", www.wikiwand.com, Retrieved 30-12-2019. Edited.
  2. "Anomalous water", www.britannica.com, Retrieved 31-12-2019. Edited.
  3. "Are there any anomalous property of water yet to be understood?", www.quora.com, Retrieved 31-12-2019. Edited.
  4. ^ أ ب "What is the reason behind the anomalous behavior of water?", www.quora.com, Retrieved 31-12-2019. Edited.