غرابة الماء

2011 حالات المادة

آلان بي گوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

الماء هو أكثر السوائل شيوعاً على كوكب الأرض. فهو موجود في المحيطات والغلاف الجوي والأنهار والبحيرات والجبال الجليدية العائمة، وتحتاج كل الكائنات الحية للماء؛ لأنه يشكل جزءاً مهماً من أجسامها. وفي الحقيقة يشكل الماء حوالي (60 بالمئة) من جسم الإنسان. و على الرغم من انتشاره الواسع على الأرض، فإن للماء خواصاً

عديدة تتصف بالغرابة والسلوك غير العادي. لقد قرأت سابقاً أن الشكل الصلب للماء يطفو على الشكل السائل منه (انظر الصفحة 15). و لا يشترك مع الماء بهذه الصفة النادرة سوى القليل من المواد الأخرى (انظر الصفحات53 – 67)، و هي إحدى الخواص الهامة في الطبيعة. فعندما تتجمد البحيرات، تتكوّن طبقة من الجليد على سطح الماء وتصبح بمثابة غطاء يعزل الماء في الأسفل عن درجات حرارة التجمد في الأعلى، مما يساعد النباتات و الحيوانات المائية على الاستمرار في الحياة. و من غرائب الماء أيضاً درجة غليانه المرتفعة كمركّب بحجمه الجزيئي، إذ أن مركّبات أخرى لها الحجم الجزيئي نفسه، مثل النشادر (NH3) و حمض الهيدروفلوريك (HF) و كبريتيد الهيدروجين (H2S)، تكون غازات عند درجة

حرارة الغرفة.

يمتص الماء كمية كبيرة من الحرارة بسبب حجمه، وتساعد قدرة الماء الحرارية الكبيرة على تلطيف درجة حرارة كوكب الأرض بصورة عامة من خلال مقاومة التغيرات الكبيرة في درجة الحرارة بين النهار والليل وذلك عن طريق امتصاص الحرارة وتحريرها. يتحول الماء إلى غاز عند درجات الحرارة العالية فقط، إذ لابد من توافر طاقة كبيرة كي يتحول الماء من حالته السائلة إلى الغازية. يؤدي ارتفاع درجة توتر سطح الماء إلى ظاهرة تسمى «الخاصية الشعرية»، وبما أن القوى الموجودة على سطح الماء غير متساوية، فإن الماء يرتفع داخل الأنبوب الضيق، وتساعد هذه الخاصية على نقل الماء من جذور الأشجار إلى

أوراقها.

كما أن الماء مذيب جيد جداً للمواد الأخرى. وبفضل هذه الخاصية، يُطلق على الماء اسم المذيب العام. والمذيب هو سائل قادر على إذابة مادة أخرى لتكوين محلول جديد. راجع الصفحات (40 – 52).