1 CHUYÊN ĐỀ 1 CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA NƯỚC I Lý thuyết Mỗi phân tử nước được tạo thành bởi 1 nguyên tử oxygen liên kết với 2 nguyên tử hydrogen bằng liên kết cộng hoá trị Tuy nhiên, độ âm điện của ngu[.]
CHUYÊN ĐỀ 1: CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA NƯỚC I Lý thuyết - Mỗi phân tử nước tạo thành nguyên tử oxygen liên kết với nguyên tử hydrogen liên kết cộng hoá trị Tuy nhiên, độ âm điện nguyên tử oxygen lớn nhiều so với nguyên tử hydrogen, nên electron bị hút phía oxygen nhiều Sự phân bố electron không khiến phân tử nước trở thành phân tử phân cực có đầu tích điện trái dấu, oxygen tích điện âm hydrogen dương Vậy nên, ta nói phân tử nước có tính phân cực - Sự phân cực phân tử nước làm xuất liên kết hydrogen không bền oxygen phân tử nước với hydrogen phân tử nước lân cận, liên tục phá vỡ tái lập với tần số cao Mỗi nguyên tử oxygen hình thành tối đa liên kết hydrogen với nguyên tử hydrogen Tốc độ xếp tăng dần nhiệt độ tăng, giảm dần nhiệt độ giảm, nhiệt độ đông tất nguyên tử oxygen có cố định liên kết hydrogen - Nhờ tính phân cực mà nước có tính chất quan trọng sau để hoạt động nhân tố hỗ trợ hình thành trì sống Sự kết dính - Bởi phân tử nước có tính phân cực, phân tử nước liên kết với liên kết hydrogen Mặc dù liên kết hydrogen khơng bền, số lượng phân tử nước lớn tốc độ hình thành nhanh nên thời điểm có nhiều liên kết hydrogen có mặt (nói riêng trạng thái lỏng) - Nhiệt độ cao phân tử nước di chuyển nhiều dẫn đến số lượng liên kết hydrogen ngược lại - Tính kết dính nước thể qua sức căng bề mặt nước, nhờ mà số loài động vật nhỏ (như nhện nước, thằn lằn Basilisk, muỗi nước) đi, đứng, chạy bắt mồi mặt nước mà khơng bị chìm - Tính kết dính nước cịn có ý nghĩa tạo nên lực kéo nước, vận chuyển nước thân từ gốc lên lá, phần cản lại kéo xuống trọng lực Sự điều hoà nhiệt độ - So với nhiều vật chất khác Trái Đất, nước chất có tỷ nhiệt cao (tỷ nhiệt nhiệt lượng mà 1g chất cần hấp thụ để tăng nhiệt độ lên C) Tỷ nhiệt khác chất (VD: với nước 1, với với cồn 0,6) Nhiệt lượng nước hấp thu dùng phần lớn để phá huỷ liên kết hydrogen trước làm tăng động (và tăng tốc độ chuyển động) phân tử nước Tương tự, nhiệt lượng giải phóng liên kết hydrogen hình thành Một phân tử nước bị bẻ gãy liên kết hydrogen chuyển động đủ nhanh, chúng vào khơng khí (ngay nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao phân tử dễ bay hơi) Khi phân tử chuyển động nhanh nhất, tức mang nhiều lượng dạng nhiệt thoát đi, phần phân tử nước cịn lại phân tử chuyển động hơn, có nghĩa lạnh Do đó, nước có khả điều hoà nhiệt, nhiệt độ nước thường ổn định nhiều so với môi trường, dao động giới hạn định thuận lợi cho sống, hấp thụ lượng nhiệt khổng lồ ngày từ Mặt Trời, trở thành môi trường sống cho sinh vật Trái Đất Ngoài ra, thể hầu hết sinh vật cấu tạo từ nước giúp chúng chịu biến đổi nhiệt độ môi trường o - - - - Sự cách nhiệt băng đá - Các phân tử nước trạng thái lỏng chuyển động liên tục, liên tục hình thành phá huỷ liên kết hydrogen Khả giảm dần theo nhiệt độ Đến nhiệt độ đông nước tức C, tất phân tử nước có liên kết hydrogen bị khố chặt khơng thể phá vỡ hay chuyển động Bởi khối băng nhẹ nước thể lỏng (do có mật độ thấp hơn) - Mật độ cao nước C, phân tử nước chưa bị khóa hồn tồn lưới tinh thể gần tốc độ chuyển động phân tử thấp - Tính chất quan trọng sống, lớp băng có khả cách nhiệt lại lên phần lớp băng thể lỏng Điều thể qua tượng sinh vật biển vùng cực tồn lớp băng dày vài mét o o Sự hòa tan - Một số chất có khả hịa tan nước, số lại khơng, tính chất tan hay khơng phụ thuộc vào tính phân cực chất Khi ion tích điện hồ vào nước, ion mang điện âm bị thu hút hình thành liên kết với hydrogen, ion mang điện dương hình thành liên kết với oxygen Kết có nhiều phân tử nước bám vào xung quanh ion, dung dịch chứa phân tử nước chất tan hoà trộn vào - Sự hoà tan xảy với đại phân tử protein hay đường chúng có vị trí tích điện trái dấu - Một số chất tan vào nước chúng khơng tích điện, khơng phân cực (hoặc vài lý khác) nên phân tử nước khơng thể hình thành liên kết hydrogen với chúng Điển hình phân tử dầu có ngun tử C H chia sẻ electron với nhau, tách khỏi nước lên Điều có ý nghĩa lớn hình thành màng tế bào, yếu tố định sống - Ngồi có phân tử ưa nước khơng hồ tan, ví dụ sợi cellulose có nhiều vùng tích điện, tạo liên kết hydrogen với nước, cho phép nước bám lên khơng hồ tan Điều có ý nghĩa vận chuyển nước thực vật, nước bám dính thành tế bào thực vật góp phần tạo lực kéo nước lên II Câu hỏi vận dụng Vì hoa rau củ bị đơng đá sau rã đông bị héo quay lại trạng thái ban đầu? Cũng đơng lạnh thức ăn tủ đông nhanh lại không bị tượng trên, chí cá sống lại bơi lội bình thường? Vì tỷ nhiệt nước tinh khiết (1 cal) cao nước biển (khoảng 0,933 cal)? Vì nhiệt độ cao nồng độ bão hịa cao? Từ rút nguyên lý hình thành tinh thể Điều khiến cho sữa hay coca cho vào tủ đông lấy bị tách nước chất tan thành phần riêng rẽ? Vì màng tế bào khơng bị hồ tan nước tồn mơi trường nước? Giải thích tượng xảy đun lâu dung dịch nước muối hay nước đường Nhiều lồi động vật có vú dùng cách tiết mồ để điều hồ nhiệt độ trời nóng, giải thích ngun nhân ...Sự cách nhiệt băng đá - Các phân tử nước trạng thái lỏng chuyển động liên tục, liên tục hình thành phá huỷ liên... chưa bị khóa hồn toàn lưới tinh thể gần tốc độ chuyển động phân tử thấp - Tính chất quan trọng sống, lớp băng có khả cách nhiệt lại lên phần lớp băng cịn thể lỏng Điều thể qua tượng sinh vật... dày vài mét o o Sự hịa tan - Một số chất có khả hịa tan nước, số lại khơng, tính chất tan hay khơng phụ thuộc vào tính phân cực chất Khi ion tích điện hoà vào nước, ion mang điện âm bị thu hút