Вода есть повсюду на нашей планете, и это причина, по которой у нас есть органическая жизнь. Он формирует наши горы, вырезает наши океаны и определяет нашу погоду. Логично было бы подумать, что вода должна быть одним из основных элементов. Но на самом деле вода – это химическое соединение.
Вода как соединение и молекула
Соединение образуется, когда два или более атомы образуют химические связи друг с другом. Химическая формула воды – H 2 O, что означает, что каждая молекула воды состоит из одного атома кислорода, химически связанного с двумя атомами водорода. Таким образом, вода – это соединение. Это также молекула, представляющая собой любой химический элемент, образованный двумя или более атомами, химически связанными друг с другом. Термины «молекула» и «соединение» означают одно и то же и могут использоваться взаимозаменяемо.
Иногда возникает путаница, потому что определения молекулы и соединения не имеют всегда был таким четким. В прошлом в некоторых школах учили, что молекулы состоят из атомов, связанных ковалентными химическими связями, а соединения образуются посредством ионных связей. Атомы водорода и кислорода в воде связаны ковалентной связью, поэтому согласно этим старым определениям вода будет молекулой, а не соединением. Примером соединения может быть поваренная соль NaCl. Однако по мере того, как ученые стали лучше понимать химические связи, линия между ионными и ковалентными связями стала более размытой. Кроме того, некоторые молекулы содержат как ионные, так и ковалентные связи между различными атомами.
Таким образом, современное определение соединения – это тип молекулы, состоящей из минимум два разных типа атомов. Согласно этому определению вода – это и молекула, и соединение. Кислород (O 2 ) и озон (O 3 ), например, являются веществами, которые являются молекулами, но не соединениями.
Почему вода не является элементом
До того, как человечество узнало об атомах и молекулах, вода считалась элементом. Другие элементы включали землю, воздух, огонь, а иногда и металл, дерево или дух. В некотором традиционном смысле вы могли бы рассматривать воду как элемент, но она не квалифицируется как элемент в соответствии с научным определением – элемент – это вещество, состоящее только из одного типа атомов. Вода состоит из двух типов атомов: водорода и кислорода.
В чем уникальность воды
Хотя вода есть повсюду на Земле, это очень необычное соединение из-за природы химических связей между его атомами. Вот некоторые из его эксцентриситетов:
- Вода в жидком состоянии плотнее, чем в твердом, поэтому лед может плавать. на воде или в жидкой воде.
- Вода имеет необычно высокую температуру кипения в зависимости от ее молекулярной массы.
- Воду часто называют «универсальным растворителем» из-за его удивительная способность растворять так много веществ.
Эти необычные свойства оказали глубокое влияние на развитие жизни на Земле, а также на выветривание и эрозию поверхности Земли. У других планет, которые не богаты водой, была совсем другая естественная история.