Ποια θα ήταν η επίδραση στις ιδιότητες του μορίου νερού εάν το οξυγόνο και το υδρογόνο είχαν ίση ηλεκτροαρνητικότητα;
1. Χωρίς διπολική στιγμή:
* Ηλεκτροργατιστικότητα: Η ηλεκτροαρνητικότητα είναι η ικανότητα ενός ατόμου να προσελκύει ηλεκτρόνια σε έναν δεσμό. Επί του παρόντος, το οξυγόνο είναι πολύ πιο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο, προκαλώντας τα κοινά ηλεκτρόνια στους δεσμούς Ο-Η που πρέπει να τραβηχτούν πιο κοντά στο οξυγόνο, δημιουργώντας ένα μερικό αρνητικό φορτίο στο οξυγόνο και μερικές θετικές φορτίσεις στο υδρογόνο. Αυτό σχηματίζει μια διπολική στιγμή, με διαχωρισμό φορτίου μέσα στο μόριο.
* ίση ηλεκτροαρνητικότητα: Εάν το οξυγόνο και το υδρογόνο είχαν ίση ηλεκτροαρνητικότητα, τα ηλεκτρόνια θα μοιράζονται εξίσου μεταξύ των ατόμων. Αυτό θα εξαλείψει τις μερικές χρεώσεις και τη στιγμή του διπόλου.
2. Απώλεια δεσμών υδρογόνου:
* δεσμός υδρογόνου: Η διπολική στιγμή στο νερό είναι κρίσιμη για τη διαμόρφωση δεσμών υδρογόνου, όπου το μερικώς θετικό άτομο υδρογόνου ενός μορίου νερού προσελκύεται από το μερικώς αρνητικό άτομο οξυγόνου ενός άλλου. Αυτοί οι δεσμοί είναι υπεύθυνοι για πολλές από τις μοναδικές ιδιότητες του νερού.
* Χωρίς σύνδεση υδρογόνου: Χωρίς μια διπολική στιγμή, τα μόρια του νερού θα χάσουν την ικανότητά τους να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου.
3. Αλλοιωμένες φυσικές ιδιότητες:
* σημείο βρασμού και σημείο τήξης: Η συγκόλληση υδρογόνου συμβάλλει σημαντικά στο υψηλό σημείο βρασμού του νερού και το σημείο τήξης. Χωρίς αυτό, το νερό πιθανότατα θα είχε πολύ χαμηλότερο σημείο βρασμού, ίσως ακόμη χαμηλότερο από τη θερμοκρασία δωματίου.
* Πυκνότητα: Η ασυνήθιστη πυκνότητα του νερού, όπου το υγρό νερό είναι πυκνότερο από τον πάγο, οφείλεται επίσης στη δέσμευση υδρογόνου. Χωρίς αυτό, ο πάγος πιθανότατα θα ήταν πυκνότερος από το υγρό νερό.
* επιφανειακή τάση: Η υψηλή επιφανειακή τάση του νερού, η οποία επιτρέπει στα έντομα να περπατούν στο νερό, είναι αποτέλεσμα της σύνδεσης υδρογόνου.
* Ιδιότητες διαλύτη: Η εξαιρετική ικανότητα του νερού να διαλύσει ένα ευρύ φάσμα ουσιών οφείλεται στην πολική του φύση και την ικανότητα να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου.
4. Βιολογικές επιπτώσεις:
* ζωή: Οι μοναδικές ιδιότητες του νερού είναι απαραίτητες για τη ζωή όπως την γνωρίζουμε. Η ικανότητα του νερού να ενεργεί ως διαλύτης, να μεταφέρει θρεπτικά συστατικά, να ρυθμίζει τη θερμοκρασία και να συμμετέχει σε χημικές αντιδράσεις είναι κρίσιμη.
* Βιολογικές διεργασίες: Πολλές βιολογικές διεργασίες, όπως η αναδίπλωση πρωτεϊνών, η αντιγραφή του DNA και η κυτταρική σηματοδότηση, βασίζονται στη δέσμευση υδρογόνου.
Συμπερασματικά:
Η ίση ηλεκτροαρνητικότητα μεταξύ οξυγόνου και υδρογόνου θα μεταβάλλει δραστικά τη δομή και τις ιδιότητες του νερού. Θα χάσει την πολικότητα, τη διπολική στιγμή και την ικανότητά του να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου, να αλλάζει θεμελιωδώς τις φυσικές του ιδιότητες και να την καθιστά ακατάλληλη για την υποστήριξη της ζωής όπως την γνωρίζουμε.
