Ամեն ինչ սկսվում է ջրից
Ջուրն ամենատարածված ու ամենաանհրաժեշտ նյութն է Երկիր մոլորակում և կենդանի նյութի էվոլյուցիայի հիմքը տիեզերքում։ Առանց ջրի հնարավոր չէ բույսերի, կենդանիների և մարդու գոյությունը։
Հողագնդի մակերեսի \(3/4\)-ը ծածկող, անընդհատ ու ամբողջական ջրային տարածքն անվանվում է Համաշխարհային օվկիանոս։
Երկրի վրա ջուրը գոյություն ունի ոչ միայն օվկիանոսներում ու ծովերում։ Այն գոյություն ունի տարբեր ձևերով՝ գետերն ու լճերը, ճահիճները, ամպերն ու մառախուղը, անձրևը, ձյունը և այլն։ Երկիր մոլորակի ջրի պաշարների հիմնական մասն ամբարված է սառցի տեսքով` սառցաշերտերում և սառցալեռներում։ Պինդ ջրով (ձյուն, սառույց) ծածկված է ցամաքի \(20\)%-ը։
Ջրոլորտի երեք հիմնական բաղադրիչներն են` Համաշխարհային օվկիանոսը, մթնոլորտային ջուրը և ցամաքային ջրերը։
Համաշխարհային օվկիանոսի, ցամաքի, մթնոլորտի և ստորերկրյա ջուրն առաջացնում է Երկիր մոլորակի միասնական ջրային թաղանթը՝ ջրոլորտը։
Ջրի ֆիզիկական հատկությունները
Ջրի ֆիզիկական հատկությունների ուսումնասիրություններն սկսվել են դեռևս դրա քիմիական բաղադրության հաստատումից առաջ։ Այսպես, \(1612\) թ. իտալացի գիտնական Գ. Գալիլեյն ուշադրություն է դարձրել սառույցի փոքր խտության վրա հեղուկ ջրի համեմատ՝ որպես ջրի մակերեսին սառույցի լողալու պատճառ։ Հետագա ուսումնասիրությունները պարզել են, որ պարզագույն քիմիական բանաձևի հետևում թաքնված է մի նյութ, որն օժտված է յուրահատուկ կառուցվածքով և ոչ պակաս յուրահատուկ հատկություններով։
Գ. Գալիլեյ
(\(1564 - 1642\))
Ջուրը, ի տարբերություն մյուս նյութերի, չի ենթարկվում ֆիզիկայի և քիմիայի մի շարք օրենքների։ Այն օժտված է, այսպես կոչված, անոմալ հատկություններով՝
1. Ջուրը միակ նյութն է Երկրի վրա, որ սովորական ջերմաստիճանի ու ճնշման պայմաններում կարող է գտնվել երեք ագրեգատային վիճակներում՝ պինդ, հեղուկ և գազային:
ջրի երեք ագրեգատային վիճակները
2.Ջրի անոմալ առանձնահատկություններից են եռման \((+100°C)\) և պնդացման (վերածվում է սառույցի) \( (0°C)\) ջերմաստիճանները:
ջրի եռալը
ջրի պնդանալը
3. Ջուրն օժտված է բարձր ջերմունակությամբ: Կլանելով հսկայական քանակությամբ ջերմություն՝ ջուրը համարյա չի տաքանում։
ջրի տաքացումը բնության մեջ
4. Ջուրը սառույցի փոխարկվելիս տեղի է ունենում խտության թռիչքաձև փոքրացում, այն դեպքում, երբ մյուս նյութերի բյուրեղացման պրոցեսն ուղեկցվում է խտության մեծացմամբ։
Նման անոմալիան բացառիկ նշանակություն ունի Երկրի վրա կյանքի գոյության համար։
Եթե սառույցի փոխարկվելիս ջրի խտությունը մեծանար, ապա սառույցը ծանր կլիներ ջրից և կիջներ դեպի հատակը, ձմռանը ջրամբարները կսառչեին մինչև հատակը, ինչը կհանգեցներ ջրաշխարհի բոլոր կենդանի արարածների ոչնչացմանը։ Բարեբախտաբար ջուրը
Եթե սառույցի փոխարկվելիս ջրի խտությունը մեծանար, ապա սառույցը ծանր կլիներ ջրից և կիջներ դեպի հատակը, ձմռանը ջրամբարները կսառչեին մինչև հատակը, ինչը կհանգեցներ ջրաշխարհի բոլոր կենդանի արարածների ոչնչացմանը։ Բարեբախտաբար ջուրը
ամենամեծ խտությունն ունի \(+4°C\)- ում (\(1\)գ/ սմ³, կամ \(1000\) կգ/ մ³):
Ջրի մոլեկուլի կառուցվածքը
Ջրի մոլեկուլը դիպոլ է, որն ունի դրական և բացասական լիցքավորված բևեռներ։
ջրի մոլեկուլի կառուցվածքը
Ջրածնի միջուկների մոտ առկա է էլեկտրոնային խտության պակաս, իսկ մոլեկուլի հակառակ ծայրում՝ թթվածնի միջուկի մոտ, էլեկտրոնային ամպի ավելցուկ է։ Հատկապես էլեկտրոնային ամպի նման բաշխումն էլ պայմանավորում է ջրի մոլեկուլի բևեռայնությունը։
ջրի դիպոլի գծապատկերը
Ջրի մոլեկուլի բևեռայնությունը` չկոմպենսացված էլեկտրական լիցքերի առկայությունը, ծնում է մոլեկուլների խմբավորման՝ խոշոր խմբակցություններ կամ ասոցիատներ առաջացնելու հակում։
Ջրի առանձին մոլեկուլները, որոնցից յուրաքանչյուրը դիպոլ է, միանում են հետևյալ ձևով. մեկ մոլեկուլի մասնակի դրական լիցք ունեցող ջրածնի ատոմների և մյուս մոլեկուլի մասնակի բացասական լիցքով թթվածնի ատոմների միջև առաջանում են ջրածնային կապեր՝ կառուցվածքին տալով կեղծ պոլիմերային շղթայի տեսք։ Ջրածնային կապերը շատ թույլ են ներմոլեկուլային կովալենտային կապերի համեմատ։ Դրանք առաջանում են ինքնաբերաբար և արագ քանդվում են։ Ջերմային տատանումների ազդեցության տակ կրկին առաջանում են հեշտությամբ՝
միջմոլեկուլային ջրածնային կապի առաջացումը
Ջրի անոմալ հատկությունները հիմնականում պայմանավորված են ջրի մոլեկուլների միջև ջրածնային կապերի առաջացումով: