الماء
يُعرف الماء على أنّه مادة مكونة من عنصري الهيدروجين والأكسجين، ويتواجد الماء في الطبيعة في الحالات الثلاثة للمادة، الصلبة والسائلة والغازية، ويُعدّ الماء واحداً من المركبات الأكثر توافراً في الطبيعة وأكثرها أهمية للكائنات الحية، ومن أهمّ خصائص الماء أنّه مركب بلا طعم ولا لون ولا رائحة في درجة حرارة الغرفة، ومع ذلك فإنّ الماء قد يبدو ذا لون أزرق بسبب امتصاصه للضوء عند الأطوال الموجية الحمراء، وتكمن أهمية الماء في كونه مذيباً للكثير من المواد الأخرى، لذا فإنه يُعدّ ضرورياً لحياة الكائنات الحية، فأجسام الكائنات الحية تتكون من العديد من المحاليل المائية، كالدم وعصارات الجهاز الهضمي.
مركّب الماء
قبل أن تعرف البشرية الذرات والعناصر، عُدّ الماء عنصراً كتعبير تقليدي، ومن العناصر الأخرى: الأرض، والهواء، والنار، والمعادن، والخشب، والأرواح، ولكن علمياً لا يجوز أن يُطلق على الماء مسمى عنصر؛ لأن العنصر عبارة عن مادة مكونة من ذرة واحدة، بينما الماء يتكون من ذرتين اثنتين هما الهيدروجين والأكسجين ، والصيغة الكيميائية للماء هي (H2O)، مما يعني أنّ كل جزيء ماء يتكون من ذرة أكسجين مرتبطة كيميائياً بذرتي هيدروجين، مما يعني أنّ الماء عبارة عن مركب وليس عنصراً، ويُمكن إطلاق مصطلح جزيء على الماء، إذ يُعرف الجزيء بأنّه أيّ مادة كيميائية ناشئة عن ارتباط ذرتين أو أكثر ببعضهما كيميائياً.
خصائص الماء
قوة التماسك
تُعرف قوة التماسك بأنّها قدرة الماء على جذب جزيئات الماء الأخرى، وبسبب قطبية الماء فإنّ ذرات الهيدروجين في الماء تعمل على ربط جزيئات الماء ببعضها البعض، وبسبب خاصية التماسك التي تمتاز بها جزيئات الماء فإن سطح الماء يمتلك خاصية التوتر السطحي، وهي الخاصية التي تسمح للحشرات بالسير على سطح الماء، كما أنّ قوة التماسك تجعل الماء في الحالة السائلة في درجة حرارة الغرفة وليس في الحالة الغازية .
قوة التلاصق
تُعرف قوة التلاصق على أنّها قوة جذب جزيئات الماء لجزيئات المواد الأخرى، وتلتصق جزيئات الماء بجزيئات أيّ مادة قادرة على تكوين روابط مع ذرات الهيدروجين في الماء، وبسبب قوة التلاصق تمتاز جزيئات الماء بالخاصية الشعرية، على سبيل المثال عند وضع كمية من الماء في أنبوب ضيق، فإنّ جزيئات الماء سوف تصعد إلى أعلى، بسبب تلاصق جزيئات الماء مع مادة الأنبوب ألا وهي الزجاج.
الحرارة النوعية للماء
تعرف الحرارة النوعية للمياه بأنّها كمية الطاقة التي يكتسبها أو يفقدها غرام واحد من المادة بهدف تغيير درجة الحرارة درجة مئوية واحدة، ويمتاز الماء بارتفاع درجة حرارته النوعية، مما يعني أنّه يحتاج إلى طاقة كبيرة لتكسير الروابط التي تنشئها ذرات الهيدروجين بين جزيئات الماء، ويعني تكسير الروابط بين جزيئات الماء وحرية حركة جزيئات الماء مما سيولد مزيداً من قوة الاحتكاك بين الجزيئات ومزيداً من الحرارة المتولدة، ومن ثمّ ارتفاع درجة الحرارة، وعند تكسر الروابط بين جزيئات الماء فإنّ ذرات الهيدروجين تمتص الحرارة، وعند ترابطها تُطلق الحرارة، مما يُقلل التغيرات في درجة حرارة الماء، وهذا يعني أنّ الماء يحافظ على درجة الحرارة معتدلة في أجسام الكائنات الحية والبيئات المختلفة.
انخفاض كثافة الجليد
عند انخفاض درجات الحرارة، ستُكوّن روابط الهيدروجين بلورات الجليد، وتمتاز روابط الهيدروجين في هذه الحالة بأنّها أكثر استقراراً، وستحافظ على شكلها الشبيه بالكريستال، وللجليد كثافة أقل من كثافة الماء بسبب تباعد روابط الهيدروجين عن بعضها، وهذا هو السبب في طفو الجبال الجليدية فوق الماء، وانجماد الجزء العلوي من البحيرات فقط.
