הברית של מים שנמצאים בקרום כדור הארץ ואת באטמוספירה. ההידרוספרה מורכבת ממיסות מופקעות של מים נוזליים, לרוב מלוחים, המעניקים לכדור הארץ את המשטח הכחלחל האופייני לו; ובקטבים הלבנים שלו, שני אזורים קפואים שבהם קרח מתפשט בצורה של כובעים קוטביים.
באשר לאדים שלהם, אנו רואים את התפתחותם הסופית בתוך עיבוי הענן, כאשר הם מכווצים זה לזה בכדי לשקף את אור השמש בצבעיו הלבנוניים האופייניים. העננים, הקולואידים הגזים, משחררים את תכולת המים שלהם הגורמים לגשם או משקעים, או קופאים לגבישים זעירים הנופלים כשלג.
מים, למרות שהם נראים תרכובת פשוטה, מסתתרים בטיפותיהם הגבישות סיקור בעל תכונות מדהימות הנמשכות בכל מצביו הפיזיים. מקור: Pxhere.
כאשר אדי מים מתקררים לגבהים נמוכים, הם מצפים חפצים או משטחים בכפור, שנראים כמו שלג אך בהירים וקריסטלים יותר. לעומת זאת, בערפל או בערפל, חלקיקי המים משולבים ביותר ממצב אחד, מכיוון שהם מורכבים מקולואידים צפופים פחות המטשטשים ומבהירים את נוף הצופים.
מכל המצבים הפיזיים שלו, החשוב ביותר הוא נוזלי, מכיוון שהוא מהווה חלק גדול מגופנו ומכל האורגניזמים החיים.
בוא נראה מה שלושת מצבי המים:
מוצק
כמוצק ניתן למצוא מים כקרח, שלג או כפור.
קרח
גלריה של קרחונים כחולים. מקור: Pxhere.
הנוסחה הכימית של מים היא H 2 O, וניתן לכתוב את המולקולה שלה כ- HOH, שהגיאומטריה שלה זוויתית (סוג בומרנג), המסוגלת ליצור שלושה קשרי מימן במצב הנוזל.
בינתיים, כשהטמפרטורה צונחת והמים מתקררים, מולקולותיה מאמצות ארבעה גשרים כאלה, מה שיוצר סידור מרחבי ספציפי וחוזר על עצמו: גביש מים. גביש זה ידוע בכינויו קרח. קרח הוא אז המצב המוצק של המים.
דוגמאות לקרח נמצאות בקוביות שתייה, בבקבוקי מים שקופאים במקרר, על משטחי בריכות שחייה או מזרקות שנחשפות לחורף, או בהמוני קרחונים.
קרח יכול להופיע כבלוקים חסרי צבע, אך הוא יכול להפוך לבנבן בהתאם לזיהומים שלו או לתוכנו של האוויר הסגור. זה יכול גם להציג גוונים כחלחלים בהירים (תמונה עליונה), המייצגים את הדרך הטבעית ביותר בה אור מתקשר עם הגבישים שלך.
לפיכך, המים אינם לגמרי חסרי צבע או גבישים: יש להם צבע כחול כמעט בלתי מורגש. צבע זה מתעצם בהתאם לריכוז והדחיסה של מולקולות המים המוקרנות על ידי האור.
שֶׁלֶג
שדות מושלגים דומים למשטחים חוליים. מקור: מתיאס מאייר.
שלג הוא גם קרח, אך גבישיו קטנים יותר מכיוון שהם נוצרו מטיפות מים מיקרוסקופיות, קפואות ומושעות בעננים. גבישים או פתיתי שלג מצטברים, נופלים לתוך החלל ובסופו של דבר הם מניחים מוצק לבן אבקתי על המשטחים.
עם זאת, המורפולוגיה של שלג וסוגיו בורחת מהשדה המטאורולוגי.
כְּפוֹר
הכפור מכיר בגבישים הבהירים והבולטים ביותר. מקור: Pixabay.
הכפור הוא גם אחד מביטויי הקרח הידועים והנערצים ביותר. שלא כמו שלג, הגבישים שלו מקורם בגבהים נמוכים, כתוצאה מהעמדת אדי מים על משטחים קרים; הגבישים הראשונים משמשים כגרעין לשני, וכן הלאה עד שנוצרים תבניות קשקשיות או סוערות (תמונה עליונה).
נוזל
מים נוזליים הם המצב החשוב והחיוני ביותר שלהם, אם כי אינם הנפוצים ביותר ביקום. מקור: Pixabay.
מים נוזליים הם הנפוצים ביותר בכדור הארץ, אם כי לא ניתן לומר זאת לגבי כוכבי לכת אחרים. אנו רואים אותו על שפתיו בגליו הסוערים, ומעבר לו באופק הכחול עם צלעותיו הגליות.
הנפחים המופקעים של האוקיאנוסים מאפשרים להם להציג צבעים כחולים כהים יותר ויותר ככל שיורדים לעומקים גדולים יותר שבהם האור מפוזר לחלוטין וקרניו אינן מאירות דבר.
מים מתוקים הם הנוזל המקיים את כל צורות החיים (הידוע) מאחר והמולקולות שלהם מכילות בתאים ומחוצה לה.
המצבים האנרגטיים של מולקולות מים בנוזל הם אקראיים והטרוגניים יותר מאלה שנמצאים בקרח: קשרי מימן נוצרים ונשברים ללא הרף כאשר מולקולות המים הנוזלים עוברים מצד לצד.
ממים נוזליים נחקרים קיומם של אזורים בצפיפות נמוכה וגבוהה; כלומר אזורים בנוזל שבהם המולקולות מקובצות יותר מאשר באחרות. מים צמחיים וסופר צמיגים אף מכונים מעברים בשלב נוזלי בלחץ גבוה.
גזי
במעיינות החמים או הגייזרים תוכלו לראות את אדי המים. מקור: Pixabay.
כאשר מים מתאדים, מולקולות ה- H 2 O שלהן עוברות למצב הגזי או לשלב האדים: אדי מים. אדים אלה חסרי צבע, אך אם ריכוזם גבוה הם יכולים להיראות כעשן לבן, המאפיין כאשר רותחים קדירות מים, במעיינות חמים או במטוסי הגייזרים הרותחים.
ברגע שאדי המים עולים לשמיים הם מתחילים להתקרר, טיפות מים מיקרוסקופיות מתחילות להיווצר ונשארות תלויות באוויר; כולם ידועים כעננים, גדולים מספיק כדי לשקף את כל צבעי אור השמש, ומערבבים עם חלקיקים אחרים הקיימים באטמוספרה.
אחרים
אם קרח מחומם, ייווצרו מים נוזלים, וזה בתורו אדי מים. זה כל כך בלחץ אטמוספרי; עם זאת, ניתן לתפעל את הלחץ הזה, כמו גם את הטמפרטורה בכדי להכניס את המים לתנאים עוינים, כמו אלו הנמצאים בקוסמוס, במיוחד בתוך כוכבי הלכת הקפואים כמו אורנוס ונפטון.
מים הנמצאים בלחץ (בסדר גודל של מאות גפ"א) וטמפרטורות סוערות (אלפי מעלות צלזיוס), רוכשים מצבים פיזיים שתכונותיהם אינם חופפים עוד קרח קונבנציונאלי ופולימורפיותיו, כמו גם עם נוזלים ואדיו.
לדוגמה, אחת המדינות הללו היא קרח XVIII, שיותר מקרח הוא מוצק סופרוניסטי בעל מאפיינים מתכתיים; הוא נושא בתוכו פרוטונים במקום אלקטרונים. ההערכה היא שאם ניתן היה להשיג אותו בכמויות ניכרות, הוא היה נראה כמו גבישים שחורים לוהטים - קרח שחור.
הפניות
- וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
- סטיבן ס. זומדל. (15 באוגוסט 2019). שֵׁרוּתִים. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ: britannica.com
- ויקיפדיה. (2019). מאפייני מים. התאושש מ: en.wikipedia.org
- רודרידו לידסמה. (23 בדצמבר 2016). מדענים גילו מצב חדש של מים למים. קְוָרץ. התאושש מ: qz.com
- מרטין צ'פלין. (9 בספטמבר 2019). תרשים שלב מים. התאושש מ: 1.lsbu.ac.uk
- שילה מ. אסטסיו. (sf). מדינות מים. התאושש מ: nyu.edu
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (19 בנובמבר 2018). מה ההבדל בין קרח ושלג? התאושש מ: thoughtco.com