الماء قطبي او غير قطبي أمر لا يعني الكثيرين، خاصة هؤلاء الذين لا يدرسون العلوم أو الكيمياء وما إلى ذلك، لكن قطبية المياه أو عدمها تساهم في الكثير من الأمور الهامة التي تخص البشر والتي سنعرفها معا.
ما معنى القطبية
في البداية، وقبل الحديث عن كون الماء قطبيا أو غير قطبيا فلابد أن نتعرف معا على مفهوم القطبية ذاته وهدفه.
حيث أنه مصطلح يستعمل في الكهرباء والمغناطيسية وأيضا الإشارات الإلكترونية في الكيمياء، وتشير القطبية إلى تكوين الروابط بين الذرات وبعضها.
ولكن ذلك يتم بسبب تقاسم الإلكترونات مما يؤدي إلى تكون الجزيئات القطبية، في حالة قامت إحدى الذرات بممارسة قوة جذابة.
حيث تكون تلك القوة الجاذبة أقوى على الإلكترونات الموجودة في الرابطة، لأنها تنجذب نحو ذرة أكثر من الأخرى بسبب اختلال بسيط في الشحن.
ونتيجة لذلك فأنه بالرغم من أن الرابطة التساهمية بين الهيدروجين والأكسجين في الماء قطبية، فإن جزيء الماء جزئ متعادل كهربائيًا.
وبشكل عام يحتوي كل جزيء ماء على 10 بروتونات و10 إلكترونات بشحنة صافية، وهو ما يؤكد بالفعل على كونه متعادلا.
الماء قطبي او غير قطبي
قبل كل شئ، سنوضح هنا أن الماء جزئ قطبي ويعملكمذيب قطبي أيضا لأن شحناته الموجبة والسالبة موزعة كاملة بشكل متساو.
حيث تأتي الشحنة الموجبة من نواة الذرة، بينما تزود الإلكترونات بالشحنة السالبة، وتلك الحركة للإلكترونات هي ما تحدد قطبية الجزئ.
وعلى سبيل المثال يعتبر الماء قطبي بسبب الشكل المنحني للجزيء، لأن معظم الشحنة السالبة من الأكسجين موجودة على جانب الجزيء.
لكن الشحنة الموجبة لذرات الهيدروجين في الماء توجد على الجانب الآخر من الجزيء وهذا مثال على الترابط الكيميائي التساهمي القطبي.
وبالتالي فإن شكل الجزيء ليس خطيًا وغير قطبي مثل CO2، وهو بسبب الاختلاف في الكهربية بين الهيدروجين والأكسجين في الجزئ.
أهمية قطبية المياه
أولا، قطبية الماء تعتبر مادة خاصة لأنه تشارك في بعض الميزات الفريدة للمياه، والتي لولاها لما حصلنا على مزايا المياه.
- نتيجة لقطبية المياه، يسمح لها بإذابة المواد، لأن الماء يحتوي على أيونات موجبة الشحنة أو سالبة، فيمكنه إذابة الكثير.
- مثال لذلك يذيب الماء الملح والسكر وبعض المواد الأخرى التي نحتاج إليها، حيث تنفصل أيونات كلوريد الصوديوم بجزيئات الماء.
- سمك المياه عند التجميد يمنحه لها قطبية المياه، فيظهر الجليد عائما على سطح الماء بسبب كثافته الأقل من الماء.
- نتيجة لقطبية المياه تكون روابطها قوية، حيث تساهم هذه الروابط في خصائصها الفيزيائية المتميزة كالغليان وأيضا ذوبان المياه.
لماذا يعمل الماء كمذيب قطبي
يؤثر شكل كل جزيء ماء على طريقة تفاعله مع جزيئات الماء الأخرى ومع المواد الأخرى. يعمل الماء كمذيب قطبي لأنه يمكن أن ينجذب إلى الشحنة الكهربائية الموجبة أو السالبة على مادة مذابة. تجذب الشحنة السالبة الطفيفة بالقرب من ذرة الأكسجين ذرات الهيدروجين القريبة من الماء أو المناطق الموجبة الشحنة من الجزيئات الأخرى. يجذب جانب الهيدروجين الموجب قليلاً لكل جزيء ماء ذرات أكسجين أخرى ومناطق سالبة الشحنة من الجزيئات الأخرى. إن الرابطة الهيدروجينية بين هيدروجين أحد جزيئات الماء والأكسجين لجزيء آخر تحافظ على تماسك الماء وتعطيه خصائص مثيرة للاهتمام ، ومع ذلك فإن الروابط الهيدروجينية ليست قوية مثل الروابط التساهمية. بينما تنجذب جزيئات الماء إلى بعضها البعض عن طريق الروابط الهيدروجينية ، فإن حوالي 20٪ منها تكون حرة في أي وقت للتفاعل مع الأنواع الكيميائية الأخرى. هذا التفاعل يسمى الترطيب أو الذوبان.
ختاما، تعتبر معرفة الماء قطبي او غير قطبي من أهم المعلومات التي تفيدك في التعرف على خصائص المياه المختلفة.
