Su Moleküllerini Farklı Kılan Özelliklerden Biri +4°C’de Gerçekleşiyor!

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Su (H2O) tüm canlıların yaşam kaynağıdır. Yaşamın başlaması su sayesinde olmuştur, devam etmesi de... Su bizim vazgeçilmez yaşam kaynağımız ve aynı zamanda çok farklı özelliklere sahip kimyasal bir  bileşiktir. Su moleküllerini diğer moleküllerden ayırt eden birçok özellik vardır. Bunlardan bir tanesi diğer moleküllerin katı halleri daha yoğun olduğu için sıvı hallerinin dibine çökerken suyun katı hali olan buzun, suyun üzerinde yüzmesidir. Peki su moleküllerinin diğer moleküllerden farklı olmasını sağlayan şey nedir?

Diğer kimyasal maddelerin (element ve bileşikler) atomları veya molekülleri soğudukça birbirine yaklaşır ve yoğunlaşır. Su molekülleri de soğudukça birbirine yaklaşır fakat en büyük yoğunluğa +4 °C’ ye geldiğinde ulaşır. Yani su moleküllerinin en yoğun olduğu hal katı hali değildir, +4 °C’deki (normal koşullarda 1 atm basınç altındaki) sıvı halidir.

Grafikte de görüldüğü gibi su moleküllerinin yoğunluğunun en büyük olduğu sıcaklık +4 °C’ dir.
Grafikte de görüldüğü gibi su moleküllerinin yoğunluğunun en büyük olduğu sıcaklık +4 °C’ dir.
Water: Science and Society

Muhtemelen suyun bu farklı özelliğini birçoğunuz gözlemlemişsinizdir. Örneğin, buzluğa koyduğunuz su şişesi donduğu zaman çatlar çünkü hacmi artmıştır. d=m/v formülünden hacim (v) ve özkütlenin (d) ters orantılı olduğunu düşünürsek donan maddenin molekülleri birbirine yaklaşarak hacmi azalacak ve özkütlesi yani yoğunluğu artacaktır.Ama su molekülleri böyle davranmaz. Su molekülleri donarken birbirinden uzaklaşarak hacmi artar ve şişeyi çatlatır. Başka bir örnekte ise, kışın göllerde ya da su birikintilerinde buzların su üzerinde yüzdüğünü görmüşsünüzdür. Yoğunluğu daha az olan katı haldeki su molekülleri yani buz, sıvısının üzerinde yüzmektedir. 

Tatlı su gölleri dipten değil de tepeden donmaya başlar. Buz su yüzeyinde kalır çünkü yoğunluğu sudan daha azdır. Bu yüzden donmuş göllerde balıklar ve diğer canlılar suyun sıvı olduğu yerlerde yaşayabilir.
Tatlı su gölleri dipten değil de tepeden donmaya başlar. Buz su yüzeyinde kalır çünkü yoğunluğu sudan daha azdır. Bu yüzden donmuş göllerde balıklar ve diğer canlılar suyun sıvı olduğu yerlerde yaşayabilir.
NCBI

Su molekülleri sıvı haldeyken rastgele form alırken buz halindeyken kristal kafesler oluşturarak hizaya girerler. Su moleküllerini bir arada tutan hidrojen bağları bu kristal kafeslerin oluşmasını sağlar. Bu formu alırken moleküller sıvı hale göre daha çok hacim kaplar, bu yüzden aynı miktardaki buzun hacmi sıvı halinden daha fazla olur. Buz halindeki moleküllerin en bilindik formu altıgen (Hegzagonal ) yapıda olanıdır. Moleküllerin altıgen şeklini aldığı buz formu nispeten daha yayılmış bir yapıya sahiptir; hacmi daha fazla, yoğunluğu daha küçüktür. Altıgen terimi, kristalin düzlemine bakıldığında oluşan kristal yapıdan gelir. +4 °C'den büyük sıcaklıklarda, moleküllerin termal hareketi ile birlikte hidrojen bağları kırılarak yeni formlara dönüşürler. Bu durumda, sıcaklık arttıkça yayıldıkları hacim artar dolayısıyla yoğunlukları azalır. Bu, tüm sıvılarda görülen davranışlardan biridir.

Katı haldeki H2O molekülleri altıgen şekilli kristal kafesler oluştururlar.
Katı haldeki H2O molekülleri altıgen şekilli kristal kafesler oluştururlar.
Snow Crystals


Kaynaklar ve İleri Okuma:

  • Ana Görsel Kaynağı: Meltem Çetin Sever
  • Emiliano Brini, et al. How Water’s Properties Are Encoded in Its Molecular Structure and Energies. (2017, Eylül 26). Alındığı Tarih: 19 Ekim 2018. Alındığı Yer: NCBI
  • Kenneth G. Libbrecht . Physical Properties of Ice. (2018, Ekim 19). Alındığı Tarih: 19 Ekim 2018. Alındığı Yer: Snow Crystals
  • Michael Arthur, et al. Thermal Expansion and Density. (2018, Ekim 19). Alındığı Tarih: 19 Ekim 2018. Alındığı Yer: Water: Science and Society

Nikotinin Etkileri, Farelerde Ebeveynden Yavruya Epigenetik Yollarla Geçebiliyor!

Mars'ta Yaşam Tanısı İçin Özel Görev Planlanıyor!

Yazar

Meltem Çetin Sever

Meltem Çetin Sever

Yazar

Evrim Ağacı yazarı ve çevirmenidir. Alanı Kimya’dır ama beşeri bilimlerle yakından ilgilenir. Gerçeğe ulaşmak için bilimsel şüphecilik ve bilimsel yöntemlerin kullanılması gerektiğini savunan doğa aşığı bir hümanisttir.

Katkı Sağlayanlar

Damla Şahin
Damla Şahin
2. Editör
Konuyla Alakalı İçerikler

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim