Woda w stanie ciekłym przyjmuje dwie różne struktury molekularne

Kategorie: 

Źródło: pixabay.com

Życie na Ziemi bez obecności wody najprawdopodobniej nie byłoby możliwe. Co ciekawe, choć woda jest wszechobecna i korzystamy z niej każdego dnia, wciąż tak naprawdę nie poznaliśmy jej wszystkich tajemnic. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego dokonali właśnie odkrycia, które tylko potwierdza, że woda jest naprawdę dziwna.

 

Większość cieczy staje się gęstsza po schłodzeniu, gdy zamienia się w lód. Jednak woda osiąga swoją maksymalną gęstość przy temperaturze około 4 stopni Celsjusza. Przy niższych temperaturach, jej gęstość znów spada. To oznacza, że lód, który pojawia się przy temperaturze 0 stopni Celsjusza, jest mniej gęsty, dlatego unosi się na powierzchni wody.

 

Ponadto, woda ma bardzo wysokie napięcie powierzchniowe i pod tym względem ustępuje jedynie rtęci. Posiada niezwykle wysoką temperaturę topnienia oraz wrzenia i można w niej rozpuścić wiele chemikaliów, co dla naukowców jest dość dziwne.

 

W 2018 roku, naukowcy z Wielkiej Brytanii i Japonii odkryli, że specyficzne właściwości wody mają związek z tetraedrycznym układem cząsteczek wody w postaci płynnej. To oznacza, że każda cząsteczka wody jest poprzez wodór związana z czterema innymi cząsteczkami w kształcie przypominającym piramidę. Jednak kwestia uporządkowania struktury wody wciąż pozostaje niejasna. Jeden model sugeruje, że struktura molekularna wody jest unimodalna i zawiera tylko czworościany. Natomiast drugi wskazuje na bimodalność, czyli strukturę składającą się z czworościanów i czegoś jeszcze.

Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego, chcąc rozwiązać ten problem, przeprowadzili symulacje komputerowe, a także badania na ciekłej krzemionce. Jest to jedna z niewielu cieczy, która również posiada tetraedryczny układ molekularny. Eksperymenty zostały oparte na dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego.

 

Przyglądając się pikom dyfrakcyjnym odkryto dwa piki nakładające się na siebie w pierwszym piku dyfrakcyjnym. Jeden z nich odpowiadał odległości między atomami tlenu jak w „zwykłych” cieczach, natomiast drugi wskazywał na większą odległość, która występuje w tetraedrycznych układach molekularnych.

 

Zastosowanie nowych metod obliczeniowych w połączeniu z analizą danych o rozpraszaniu promieniowania rentgenowskiego pozwoliło ustalić, że woda w stanie ciekłym przyjmuje dwie różne struktury molekularne. Odkrycie może wpłynąć na nasze zrozumienie żywych organizmów, które funkcjonują dzięki ciekłej wodzie, a także na biologię molekularną, chemię oraz farmakologię i może znaleźć zastosowania przemysłowe.

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (2 votes)
Opublikował: admin
Portret użytkownika admin

Redaktor naczelny i założyciel portalu zmianynaziemi.pl a także innemedium.pl oraz wielu innych. Specjalizuje się w tematyce naukowej ze szczególnym uwzględnieniem zagrożeń dla świata. Zwolennik libertarianizmu co często wprost wynika z jego felietonów na tematy bieżące. Admina można również czytać na Twitterze   @lecterro


Komentarze

Portret użytkownika Optyk

Żeby lepiej zrozumieć, jak

Żeby lepiej zrozumieć, jak niepowtarzalna jest Ziemia, wyobraź sobie, że idziesz po jałowej pustyni, na której brak jakiegokolwiek życia. Nagle stajesz przed przepięknym domem, jest w nim klimatyzacja, instalacja grzewcza, bieżąca woda i elektryczność. Lodówka i szafki w kuchni są pełne żywności, w piwnicy jest opał i inne zapasy. Załóżmy teraz, że zapytasz kogoś, skąd się to wszystko wzięło na tej jałowej pustyni? Co byś sobie pomyślał, gdyby on tak ci odpowiedział : "To wszystko oczywiście powstało zupełnie przypadkowo, samoistnie. Pył i piasek musiał przekształcić się, ewoluować w te rzeczy które teraz widzisz, ponieważ minęło wystarczająco dużo czasu..." Uwierzyłbyś, czy raczej uznałbyś napotkaną osobę za niespełna rozumu?

Na innych planetach, które badali uczeni, nie ma ani śladu życia. Ziemia natomiast tętni życiem podtrzymywanym przez niezwykle złożone i współdziałające ze sobą w doskonałej równowadze systemy zapewniające jej światło, powietrze, ciepło, wodę i pożywienie. Dostarcza dowodów, że została specjalnie stworzona, aby niczym wspaniały dom mogła wygodnie pomieścić żywe stworzenia. Logicznie rzecz biorąc, byłby tu na miejscu argument jednego z pisarzy biblijnych: „Każdy dom ktoś buduje, lecz Tym, który zbudował wszystko, jest Bóg”. Rzeczywiście, nieskończenie większy i zachwycający „dom” — nasza planeta Ziemia — potrzebował niezwykle inteligentnego architekta, budowniczego, a nawet wspaniałego artysty, Stwórcy, Boga.

Im dokładniej uczeni badają Ziemię oraz istniejące na niej życie, tym wyraźniej uzmysławiają sobie, jak wspaniale jest ona zaprojektowana. W czasopiśmie Scientific American powiedziano z podziwem: „Gdy spoglądamy w przestrzeń kosmiczną i dostrzegamy tam mnóstwo zjawisk z dziedziny fizyki i astronomii, które wychodzą nam na pożytek, wtedy trudno się oprzeć wrażeniu, że wszechświat w pewnym sensie musiał się nas spodziewać."

Na Ziemi są ogromne zapasy wody, która ma własności podtrzymujące życie. Jest jej więcej niż jakiejkolwiek innej substancji. Wśród licznych jej zalet jest i taka, że w zakresie temperatur spotykanych na Ziemi występuje w postaci gazu (para wodna), cieczy (woda), jak i ciała stałego (lód). Poza tym tysiące różnorodnych substancji potrzebnych ludziom, zwierzętom i roślinom muszą być przenoszone w cieczach, takich jak krew czy soki roślinne. Woda nadaje się do tego wręcz idealnie, ponieważ rozpuszcza się w niej więcej substancji niż w jakiejkolwiek innej cieczy. Bez wody nie można by się odżywiać, ponieważ żywe organizmy przyswajają tylko pokarm rozpuszczony w wodzie.

Niezwykły jest też proces zamarzania wody. W miarę ochładzania się woda w jeziorach i morzach staje się cięższa i opada głębiej, wskutek czego lżejsza i cieplejsza woda jest wypychana na powierzchnię. Kiedy jednak zbliża się punkt krzepnięcia, proces ten się odwraca! Zimniejsza woda staje się lżejsza i się unosi. Po zamarznięciu pływa po powierzchni. Lód działa jak izolator i zabezpiecza głębsze warstwy wody przed zamarzaniem, chroniąc w ten sposób żyjące tam organizmy. Gdyby woda nie miała tej niepowtarzalnej cechy, wówczas każdej zimy opadałoby na dno coraz więcej lodu, gdzie następnego lata promienie słoneczne nie zdołałyby go roztopić. W krótkim czasie woda w większości rzek, jezior, a nawet oceanów zamieniłaby się w lód, a Ziemia stałaby się planetą niegościnną, zlodowaciałą.

Niezwykły jest też sposób, w jaki życiodajna woda dociera na tereny oddalone od rzek, jezior i mórz. Co sekundę ciepło słoneczne zamienia w parę miliony metrów sześciennych wody. Para wodna, która jest lżejsza od powietrza, unosi się w górę i tworzy na niebie chmury. Wiatr i prądy powietrzne przemieszczają je, a w odpowiednich warunkach zawarta w nich wilgoć opada w postaci deszczu. Krople deszczu rosną jednak tylko do pewnych rozmiarów. Co by się działo, gdyby było inaczej, a krople osiągałyby gigantyczne rozmiary? Byłaby to katastrofa! Tymczasem deszcz delikatnie opada, zazwyczaj w postaci niedużych kropli, rzadko kiedy uszkadzając nawet źdźbła traw czy najdelikatniejsze kwiaty. Jakże mistrzowskie, wnikliwe planowanie zdradzają właściwości wody! (Psalm 104:1, 10-14; Kaznodziei 1:7).

Nie mniej godna podziwu, a nawet zdumiewająca, jest atmosfera otaczająca Ziemię. Czegoś takiego nie ma żadna inna planeta w Układzie Słonecznym ani też nasz Księżyc. Na Ziemi "skafandry" nie są nam niepotrzebne, ponieważ nasza atmosfera zawiera w odpowiednich proporcjach wszystkie gazy absolutnie konieczne do życia. Co ciekawe, niektóre z nich same w sobie są zabójcze, ponieważ jednak "w cudownym powietrzu" występują w bezpiecznych proporcjach, dlatego można je wdychać bez żadnej szkody dla zdrowia, wręcz przeciwnie, bez powietrza nasze życie prawie natychmiast przestaje istnieć.

NASZA planeta Ziemia jest prawdziwym cudem — rzadkim i pięknym klejnotem w przestrzeni kosmicznej. Jednakże jej piękno to jeszcze nie wszystko. Ziemia jest największą ze wszystkich kosmologicznych zagadek naukowych, której pomimo wszelkich wysiłków nie potrafimy rozwiązać. Dopiero teraz zaczynamy sobie stopniowo uświadamiać jej niezwykłość i wspaniałość; jest zachwycającym obiektem krążącym wokół Słońca, zaopatrzonych w wodę, otulonym w błękitną atmosferę, wytwarzającym potrzebny mu tlen, zaopatrującym żyzną glebę w azot pobierany z powietrza i we własnym zakresie kształtującym pogodę.

 Ta żyzna gleba planety Ziemi ma imponujące właściwości. Sam jej skład świadczy o mądrości. Gleba zapewnia roślinom odpowiednie warunki do wzrostu. Rośliny wykorzystują energię świetlną do łączenia pobieranych z gleby substancji odżywczych i wody z atmosferycznym dwutlenkiem węgla, żeby produkować żywność.
Gleba zawiera związki chemiczne konieczne do podtrzymywania życia ludzkiego i zwierzęcego, ale rośliny muszą je przedtem doprowadzić do takiej postaci, żeby były przyswajalne. Współdziałają w tym maleńkie, żywe organizmy. W jednej łyżeczce próchnicy są ich miliony! Ogromna armia najróżnorodniejszych drobnoustrojów zajęta jest przekształcaniem opadłych liści, traw i innych odpadów z powrotem w formę użyteczną albo spulchnianiem gleby, dzięki czemu może do niej przenikać powietrze i woda. Niektóre bakterie przekształcają azot w związki potrzebne roślinom do wzrostu. Powierzchniowa, uprawna warstwa gleby jest ulepszana przez drążące ją dżdżownice i owady, które bezustannie wydobywają na powierzchnię cząsteczki jej głębszych warstw. Życie bez żywności na Ziemi, również byłoby dla człowieka zupełnie niemożliwe. Oczywiście bez jedzenia potrafimy przeżyć jakiś czas, znacznie dłużej niż bez powietrza i wody, ale organizm całkowicie pozbawiony pokarmu ostatecznie umiera.

Biorąc to wszystko pod uwagę, należałoby się zastanowić: Czy tylko ślepy traf sprawił, że Ziemia jest w odpowiedniej odległości od Słońca, źródła energii świetlnej i cieplnej? Czy tylko przez zwykły przypadek krąży wokół Słońca akurat z właściwą prędkością, dokonuje pełnego obrotu wokół swej osi w ciągu 24 godzin i jest nachylona pod odpowiednim kątem? Czy to traf zrządził, że Ziemia ma podtrzymującą życie, ochronną atmosferę, której składniki gazowe są zmieszane w odpowiednich proporcjach? Czy dzięki zbiegowi okoliczności na Ziemi jest woda i gleba, żeby mogły rosnąć rośliny? Czy tylko szczęśliwym trafem mamy tyle przepysznych i kolorowych owoców, warzyw i innego pożywienia? Czy piękno nieba, gór, strumieni i jezior, kwiatów, krzewów i drzew oraz wdzięk tylu żywych tworów, naprawdę zawdzięczamy "przypadkowi"?

Portret użytkownika Endymion

Woda to życie, ale są

Woda to życie, ale są organizmy żyjące bez wody i tlenu, a w otoczeniu AZOTU; to tak przy okazji..

Woda chlorowana, fluorowana; to ma jakiś cel.

Na całym Świecie są twierdze "warownie" w kształcie gwiazdy. Specjaliści od wojskowości nie widzą sensu w takiej fortyfikacji, a specjaliści od "wody" twierdzą, że kształt budowli pozwalał uzyskać "żywą wodę".
Nie zgłębiałem tematu, ale w rosyjskojęzycznym internecie jest tego dużo, więc przypuszczam, że coś jest na rzeczy,
podobnie jak plotka o czakramie Ziemi pod Wawelem, a w podziemiach wieczny "remont" i zakaz wejścia.

Łączę kropeczki ze strzępków wiedzy. 7 poziomów podziemi we Wrocławiu? Plotka czy prawda?
W Poznaniu jednak są podziemia/kanały tak wysokie, że mogła by żaglówka tam zmieścić się (z 5m), a to wiem od 3 osób, które tam były, a nie znają się. W taką relację wierzę, bo to 3 niezależne źródła. Pamiętam film wojenny "Kanał" Wajdy z 1956r. Kto potrafił to zbudować i kiedy? Metro w Warszawie budowano 25 lat najnowocześniejszym sprzętem. Tutaj nic nie klei się.. technologia produkcji cegły na dużą skalę, to czasy późniejsze niż Malbork, czy Wawel.. itd. itp.

DIVI LESCHI GENUS AMO 

Portret użytkownika Ar

Nasi krewniacy Etruskowie

Nasi krewniacy Etruskowie zbudowali Cloaca Maxima czyli system kanalow odwadniajacych Rzym. Dzialaja do dzisiaj. Pelno tego po swiecie. To stara technologia. Po prpstunasi przodkpwie byli budowniczymi. Stosowali mqterial ktory byl dostepny. Drzewo, kamien czy bloto (cegly) 

Wielu niedouczonych chrześcijan wierzy w to, że tylko ich Zbawiciel poniósł męczeńską śmierć na krzyżu, nie mając pojęcia o tym, że co najmniej szesnastu innych zmarło w taki właśnie sposób.

Portret użytkownika Fort Stern

Kształty twierdz wynikają, że

Kształty twierdz wynikają, że sztuki oblężniczej i sposobu obrony. Proszę uzupełnić wiedzę o narysie kleszczowym, rawelinach i gen. Vauban. Wesołych Świąt i wielu łask od Zmartwychwstałego Pana również dla fortyfikacyjnych ignorantów Smile

Portret użytkownika Endymion

We wszystkim nic nie pasuje..

We wszystkim nic nie pasuje.. historię zafałszowano, a nawet napisano od nowa, zlikwidowano wolną energię z eteru, liczne ustawki jak WTC i Smoleńsk, czy śmierć Kulczyka.. Ja to wiem, ale co z tego, jak próbuję uswiadamiać otoczenie, to mają mnie za wariata i idą w masece ze święciąnką do kościoła, a potem czerpią informacja z telavizora.. Ręcę i gacie opadają.. z bezsilności. "nic nie mogę zrobić", byłem przeciwny takiemu twierdzeniu, próbuję od lat edukować i uświadamiać, ale skutek marny. Dochodzę do wniosku, że plan depopulacji debili, czyli większości ludzkości ma sens! Niestety Sad

DIVI LESCHI GENUS AMO 

Wielu niedouczonych chrześcijan wierzy w to, że tylko ich Zbawiciel poniósł męczeńską śmierć na krzyżu, nie mając pojęcia o tym, że co najmniej szesnastu innych zmarło w taki właśnie sposób.

Portret użytkownika Endymion

Jak zacząłem działać, to

Jak zacząłem działać, to system mnie niszczy z każdej strony.. taka zemsta. Ja działam od 20 lat, najpierw uświadamianie, praca u podstaw, potem chęć zostania samotnym wilkiem, a teraz ratowanie własnej d.. "dbaj o swój nóż"; zrozumiałem motto jednego z komentatorów.

Tutaj na ZnZ jest wiele osób rozumiejących sytuację, ale to jest mniej, niż codziennie widze w kolejce pod punktem szczepień.

Wiosna, koniec obostrzeń, a oni wysiadają z auta w namordniku; zapewne w domu założyli już. Demokracja? Zadajmy sobie pytanie, co to spowoduje? Miliony much jedzą gó..no, są większością i decydyją.  

"że się DA" mam na koncie kilku nawróconych na normalność, działam, ale to kropla rozpływa się w oceanie idiokracji. Kropla drąży skałę, takich jak my są tysiące, uświadamiając ludzi jesteśmy terrorystami (chcą to wprowadzić prawomocnie). Nasze krople niosące oświecenie dla ludzkości rozpływają się w oceanie głupoty, nihilizmu, hedonizmu oraz wiary w telavizję. Ludzie w znakomitej swej większąści nie potrafią myśleć samodzielnie. To wszystko zmierza do totalitarnego faszyzmu pomiesznego z komunizmem. Ja chcę spieniężyć majątek, kupić kampera i uciec. Mam pracę zdalną, ale ważniejsza jest siekiera, nóż oraz krzesiwo, oraz zapasy. Taki CamperVanlife połączony z Bushcraftem.

Ja myślę jak przeżyć, a inni planuja wakacje w Egipcie, zobaczymy, kto myli się..

 

DIVI LESCHI GENUS AMO 

Strony

Skomentuj