Vatten — ett mycket ovanligt ämne
”ETT mycket ovanligt ämne. Anomalt [avvikande från det som skulle vara naturligt att förvänta] i fråga om nästan alla sina fysiska och kemiska egenskaper”, säger vetenskapsmännen. Talar de om ett främmande kemiskt ämne, som de nyligen har upptäckt?
Nej, de talar om vanligt vatten!
Vad är det som gör vatten så speciellt? En sak är vattenmolekylens form. Vattenmolekylen består av två väteatomer som är förbundna med en syreatom likt öronen på en teddybjörn. Molekylen är följaktligen osymmetrisk. Detta medför att varje vattenmolekyl uppträder likt en liten magnet. Den negativa polen befinner sig vid syreatomen och den positiva polen mellan väteatomerna.
Om man magnetiserar föremål, kan de fästa vid varandra, och det gör också vattenmolekylerna. Detta ger vattnet en stor ”ytspänning”. Det är därför vatten bildar små pärlor på en slät yta, ja det kan faktiskt bildas små vattenberg som tycks trotsa tyngdlagen. Försök att få en annan vätska med mindre ytspänning, till exempel alkohol, att göra detsamma!
Värme sätter alla molekyler i rörelse och får dem att frigöra sig från varandra, men de ”klibbiga” vattenmolekylerna kan absorbera en stor mängd värme utan att de ”går upp i limningen”, det vill säga förångas. Antag att man kunde avlägsna all värme från en isbit och ett stycke guld — att man med andra ord kunde frysa ner isen och guldet till vad som kallas den absoluta nollpunkten, som är −273 grader Celsius. Börja sedan värma upp både guldet och isen med samma värmetillförsel. Samma värmemängd höjer guldets temperatur mycket snabbare än isens. När guldet smälter, är isen fortfarande ”iskall” eller har en temperatur på −184 grader Celsius!
På grund av att vattnet kan absorbera så mycket värme, kan vi vara glada över att vatten täcker största delen av vår planet. På dagen tillförs jordytan mycket värme. I kvällningen upphör värmetillförseln. Sådana drastiska förändringar varje dygn skulle göra livet här på jorden miserabelt, om inte vattnet i haven absorberade det mesta av värmen och frigjorde den lite i taget. På så sätt dämpas växlingarna i värmetillförseln från solen.
Vattenmolekylens form påverkar också det sätt på vilket vatten fryser, så att fruset vatten fordrar mer utrymme än vatten i vätskeform, vilket innebär att is flyter.
Tänk dig vad som skulle hända om vattnet inte hade denna ovanliga egenskap. Varje vinter skulle mer och mer is sjunka till botten i haven, där solens strålar inte skulle kunna smälta isen under den följande sommaren. Det skulle inte dröja länge förrän haven blev en frusen massa, med undantag av ett tunt vattenskikt under somrarna. Eftersom det skulle finnas mindre vatten som kunde förångas, skulle landområdena drabbas av torka. Få livsformer skulle kunna överleva.
Det är på många sätt som vårt liv är beroende av vattenmolekylens ovanliga form. Är vattenmolekylen ett verk av slumpen? Eller återspeglar den en kärleksfull skapares överlägsna vishet?
[Bild på sidan 28]
VATTENMOLEKYL