Nước được cấu tạo từ các nguyên to hóa học nào

Cấu tạo của nước ư, ôi quá đơn giản, chắc ai cũng biết, Nhưng bài viết dưới đây sẽ giúp các bạn hiêu sâu hơn về nước vd: "nước siêu nặng", "Tính lưỡng cự"....

1. Nước là gì?

Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có công thức hóa học là H2O. Với các tính chất lí hóa đặc biệt [ví dụ như tính lưỡng cực, liên kết hiđrô và tính bất thường của khối lượng riêng] nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống. 70% diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống.

cấu tạo nước

Bên cạnh nước "thông thường" còn có nước nặng và nước siêu nặng. Ở các loại nước này, các nguyên tử hiđrô bình thường được thay thế bởi các đồng vị đơteri và triti. Nước nặng có tính chất vật lý [điểm nóng chảy cao hơn, nhiệt độ sôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn] và hóa học khác với nước thường.

Xem thêm: Vai trò của nước trong sinh hoạt và sản xuất 2. Cấu tạo của nước

2.1. Phân tử nước Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđrô và một nguyên tử ôxy. Về mặt hình học thì phân tử nước có góc liên kết là 104,45°. Do các cặp điện tử tự do chiếm nhiều chỗ nên góc này sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dài của liên kết O-H là 96,84 picômét.

2.2. Tính lưỡng cực Ôxy có độ âm điện cao hơn hiđrô. Việc cấu tạo thành hình ba góc và việc tích điện từng phần khác nhau của các nguyên tử đã dẫn đến cực tính dương ở các nguyên tử hiđrô và cực tính âm ở nguyên tử ôxy, gây ra sự lưỡng cực. Dựa trên hai cặp điện tử đơn độc của nguyên tử ôxy, lý thuyết VSEPR đã giải thích sự sắp xếp thành góc của hai nguyên tử hiđrô, việc tạo thành moment lưỡng cực và vì vậy mà nước có các tính chất đặc biệt.

Vì phân tử nước có tích điện từng phần khác nhau nên một số sóng điện từ nhất định như sóng cực ngắn có khả năng làm cho các phân tử nước dao động, dẫn đến việc nước được đun nóng. Hiện tượng này được áp dụng để chế tạo lò vi sóng.

Cấu tạo của nước

2.3. Liên kết hiđrô Các phân tử nước tương tác lẫn nhau thông qua liên kết hiđrô và nhờ vậy có lực hút phân tử lớn. Đây không phải là một liên kết bền vững. Liên kết của các phân tử nước thông qua liên kết hiđrô chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một giây, sau đó các phân tử nước tách ra khỏi liên kết này và liên kết với các phân tử nước khác.

Đường kính nhỏ của nguyên tử hiđrô đóng vai trò quan trọng cho việc tạo thành các liên kết hiđrô, bởi vì chỉ có như vậy nguyên tử hiđrô mới có thể đến gần nguyên tử ôxy một chừng mực đầy đủ. Các chất tương đương của nước, thí dụ như đihiđrô sulfua [H2S],

không tạo thành các liên kết tương tự vì hiệu số điện tích quá nhỏ giữa các phần liên kết. Việc tạo chuỗi của các phân tử nước thông qua liên kết cầu nối hiđrô là nguyên nhân cho nhiều tính chất đặc biệt của nước, thí dụ như nước mặc dù có khối lượng mol nhỏ vào khoảng 18 g/mol vẫn ở thể lỏng trong điều kiện tiêu chuẩn. Ngược lại, H2S tồn tại ở dạng khí cùng ở trong những điều kiện này. Nước có khối lượng riêng lớn nhất ở 4 độ Celcius và nhờ vào đó mà băng đá có thể nổi lên trên mặt nước; hiện tượng này được giải thích nhờ vào liên kết cầu nối hiđrô.

Cấu tạo của phân tử nước tạo nên các liên kết hiđrô giữa các phân tử là cơ sở cho nhiều tính chất của nước. Cho đến nay một số tính chất của nước vẫn còn là câu đố cho các nhà nghiên cứu mặc dù nước đã được nghiên cứu từ lâu. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước đã được Anders Celsius dùng làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius. Cụ thể, nhiệt độ nóng chảy của nước là 0 độ Celcius, còn nhiệt độ sôi [760 mm Hg] bằng 100 độ Celcius. Nước đóng băng được gọi là nước đá. Nước đã hóa hơi được gọi là hơi nước. Nước có nhiệt độ sôi tương đối cao nhờ liên kết hiđrô

Dưới áp suất bình thường nước có khối lượng riêng [tỷ trọng] cao nhất là ở 4 °C: 1 g/cm³ đó là vì nước vẫn tiếp tục giãn nở khi nhiệt độ giảm xuống dưới 4 °C. Điều này không được quan sát ở bất kỳ một chất nào khác. Điều này có nghĩa là: Với nhiệt độ trên 4 °C, nước có đặc tính giống mọi vật khác là nóng nở, lạnh co; nhưng với nhiệt độ dưới 4 °C, nước lại lạnh nở, nóng co. Do hình thể đặc biệt của phân tử nước [với góc liên kết 104,45°], khi bị làm lạnh các phân tử phải dời xa ra để tạo liên kết tinh thể lục giác mở. Vì vậy mà tỉ trọng của nước đá nhẹ hơn nước thể lỏng.[1]

Khi đông lạnh dưới 4 °C, các phân tử nước phải dời xa ra để tạo liên kết tinh thể lục giác mở. Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực. Các hợp chất phân cực hoặc có tính ion như axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước. Tính hòa tan của nước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy ra trong dung dịch nước.

Nước tham gia các phản ứng hóa học

Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nước hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịch nước cho phép dòng điện chạy qua. Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazơ. Ở 7 pH [trung tính] hàm lượng các ion hydroxyt [OH-] cân bằng với hàm lượng của hydronium [H3O+]. Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ như

HCl, nước phản ứng như một chất kiềm: HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl- Với ammoniac nước lại phản ứng như một axit: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-

3. Nước trong đời sống

Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ trong nước. Tất cả các sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn nước.

Nước có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu và là nguyên nhân tạo ra thời tiết. Năng lượng mặt trời sưởi ấm không đồng đều các đại dương đã tạo nên các dòng hải lưu trên toàn cầu. Dòng hải lưu Gulf Stream vận chuyển nước ấm từ vùng Vịnh Mexico đến Bắc Đại Tây Dương làm ảnh hưởng đến khí hậu của vài vùng châu Âu. Nước là thành phần quan trọng của các tế bào sinh học và là môi trường của các quá trình sinh hóa cơ bản như quang hợp.

Xem thêm: Điều 'kỳ diệu' khi uống nước trong một cái ly bằng đồng

Hơn 70% diện tích của Trái Đất được bao phủ bởi nước. Lượng nước trên Trái Đất có vào khoảng 1,38 tỉ km³. Trong đó 97,4% là nước mặn trong các đại dương trên thế giới, phần còn lại, 2,6%, là nước ngọt, tồn tại chủ yếu dưới dạng băng tuyết đóng ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0,3% nước trên toàn thế giới [hay 3,6 triệu km³] là có thể sử dụng làm nước uống. Việc cung cấp nước uống sẽ là một trong những thử thách lớn nhất của loài người trong vài thập niên tới đây. Nguồn nước cũng đã là nguyên nhân gây ra một trong những cuộc chiến tranh ở Trung Cận Đông. Nước được sử dụng trong công nghiệp từ lâu như là nguồn nhiên liệu [cối xay nước, máy hơi nước, nhà máy thủy điện], Như là chất trao đổi nhiệt.

Nhà triết học người Hi Lạp Empedocles đã coi nước là một trong bốn nguồn gốc tạo ra vật chất [bên cạnh lửa, đất và không khí]. Nước cũng nằm trong Ngũ Hành của triết học cổ Trung Hoa.

Với tình trạng ô nhiễm ngày một nặng và dân số ngày càng tăng, nước sạch dự báo sẽ sớm trở thành một thứ tài nguyên quý giá không kém dầu mỏ trong thế kỷ trước. Nhưng không như dầu mỏ có thể thay thế bằng các loại nhiên liệu khác như điện, nhiên liệu sinh học, khí đốt..., nhưng nước thì không thể thay thế và trên thế giới tất cả các dân tộc đều cần đến nó để bảo đảm cuộc sống của mình, cho nên vấn đề nước trở thành chủ đề quan trọng trên các hội đàm quốc tế và những mâu thuẫn về nguồn nước đã được dự báo trong tương lai.

Xem thêm: Tại sao khi tắm nước phèn lại bị ngứa

Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có công thức hóa học là H2O. Với các tính chất lí hóa đặc biệt [ví dụ như tính lưỡng cực, liên kết hiđrô và tính bất thường của khối lượng riêng] nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống

Với nguồn nước bị ô nhiễm như hiện nay việc người dân nên tự bảo vệ sức khỏe của mình và gia đình là điều cần thiết, mọi người cần gắn hệ thống xử lý nước, máy lọc nước để đảm bảo sức khỏe của gia đình.

21/08/2020

Nước là một trong những thành phần quan trọng nhất cấu tạo nên sự sống trên hành tinh của chúng ta. Cùng tìm hiểu cấu tạo của nước để hiểu và yêu thêm cũng như trân trọng, bảo vệ món quà kỳ diệu mà vũ trụ đã ban tặng cho loài người bạn nhé!

1. Cấu tạo của nước là gì?

Nước là một hợp chất hóa học được tạo thành bởi sự liên kết giữa oxy [O2] và hidro [H2], có công thức hóa học là H2O. Với các tính chất lý hóa đặc trưng như tính lưỡng cực, tính liên kết hiđrô và tính bất thường của khối lượng riêng, nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống của con người. 70% diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ có khoảng 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống.

Nước tinh khiết không có mùi và vị mặc dù con người có cảm biến đặc biệt có thể cảm nhận được sự có mặt của nước trong miệng, tuy nhiên ếch được biết là có khả năng ngửi thấy nước. Tuy nhiên, nước từ các nguồn thông thường lại thường có nhiều chất hòa tan, có thể làm cho nó có nhiều hương vị và mùi khác nhau.

Con người và các động vật khác trong quá trình tiến hóa đã phát triển những giác quan cho phép họ đánh giá được chất lượng của nước bằng cách tránh nước quá mặn hoặc hôi.

• Hình dáng và màu sắc của nước

Nước không có màu, màu sắc của nước phụ thuộc vào góc phản xạ và khúc xạ của ánh sáng chiếu đến. Tuy nhiên, với độ dày 10 mét trở lên, màu sắc của nước [hoặc băng] thường là màu ngọc lam [màu xanh lục nhạt], vì phổ hấp thụ của nó có độ sắc nét tối thiểu ở màu tương ứng của ánh sáng [1/227 m −1 tại 418 nm]. Độ dày càng tăng thì màu sắc càng trở nên mạnh và tối.

Nước không có hình dạng nhất định, hình dạng của nước phụ thuộc vào vật thể chứa nó.

• Tính dẫn điện và tính dẫn nhiệt

Tính dẫn điện: Tính dẫn điện của nước phụ thuộc vào tổng lượng muối trong nước, tính chất các muối và nhiệt độ của nước. Nước khoáng hoá cao thường có tính dẫn điện mạnh.

Tính phóng xạ: Các loại nước dưới đất hầu hết đều có tính phóng xạ. Tuy nhiên mức độ phóng xạ của chúng khác nhau.

Xem thêm: 1 ngày nên uống bao nhiêu nước

• Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước đã được nhà khoa học Anders Celsius dùng làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius. Cụ thể, nhiệt độ đóng băng của nước là 0 độ Celsius, còn nhiệt độ sôi [760 mmHg] bằng 100 độ Celcius. Nước đóng băng được gọi là nước đá. Nước hóa hơi được gọi là hơi nước. Nước có nhiệt độ sôi tương đối cao nhờ liên kết hydro.

Vì phân tử nước có tích điện từng phần khác nhau nên một số sóng điện từ nhất định như sóng cực ngắn có khả năng làm cho các phân tử nước dao động, dẫn đến việc nước được đun nóng. Hiện tượng này được áp dụng để chế tạo lò vi sóng.

Cấu tạo hóa học:  phân tử nước được tạo thành bởi một nguyên tử oxy liên kết với 2 nguyên tử hydro bằng các liên kết cộng hóa trị. Công thức hóa học của phân tử nước là H2O.

• Nước có thể tác dụng với một số kim loại ở nhiệt độ thường như Na, K… tạo thành bazơ tan và khí hydro.
• Nước có thể tác dụng với một số oxit bazơ tan tạo thành hợp chất bazơ
• Nước tác dụng với một số oxit axit thu được dung dịch axit.

4. Nước đối với sự sống 

Sự sống trên Trái Đất bắt nguồn từ nước. Mọi sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn nước. Nước có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu và là nguyên nhân tạo ra thời tiết. Năng lượng mặt trời sưởi ấm không đồng đều các đại dương đã tạo nên các dòng hải lưu trên toàn cầu.

Nước là thành phần quan trọng của các tế bào sinh học và là môi trường của các quá trình sinh hóa cơ bản như quang hợp. Hơn 70% diện tích của Trái Đất được bao phủ bởi nước. 

Chúng ta có thể thấy, nước có vai trò vô cùng quan trọng đối với con người. Nhưng, dường như với tốc độ phát triển của con người, chúng ta đang dần hủy hoại môi trường nước. Rác thải, chất thải sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp đổ ra biển, sông ngòi, kênh rạch… Hiệu ứng nhà kính làm băng tan ở hai đầu cực… Nguồn nước sạch đang ngày càng khan hiếm. Theo báo cáo của UNICEF cho biết, tình trạng mất vệ sinh do thiếu nước sinh hoạt đã gây ra cái chết của 1,2 triệu trẻ em dưới 5 tuổi mỗi năm.

Cùng Thế Giới Điện Giải xem qua những bức ảnh dưới đây để thấy chính sự phát triển vô tâm của con người đã gây ra tình trạng thiếu nước sạch trên toàn thế giới nói riêng và tình trạng ô nhiễm môi trường nói chúng như thế nào?

Hai người đàn ông này phải tắm bằng nước từ chỗ rò rỉ của một ống nước vì thiếu nước. Nhìn bên dưới cũng chỉ toàn rác thải nhầy nhụa. Bầy quạ có phải đang dự báo cái chết sắp xảy đến...

Đứa bé đáng thương này đang nằm trên sàn một bệnh viện tại Mogadishu, Somalia vì suy dinh dưỡng, kiệt quệ, thiếu nước. Hơn 10 triệu người sống tại các nước Djibouti, Ethiopia, Kenya, Somalia và Uganda đang phải chịu ảnh hưởng rất nặng nề vì thiếu nước sạch và tình trạng đang ngày càng xấu đi.

Đứa trẻ này đang nhân lúc xe chở nước dừng lại mà tắm ké khi không có người đến lấy nước...

Còn cậu bé này đang cố uống nước sạch được phân phát tại một điểm phân phát nước ở Bắc Darfur, Sudan trong một chiến dịch phân phát 40.000 lít nước sạch đến cộng đồng. Để lấy được nước, nhiều người phải vượt quãng đường ít nhất 15km để có thể đến được điểm phát nước gần nhất.

Một người tị nạn ở trại Dagahaley, Kenya cầm chiếc can nhựa đi xin nước. Cuộc nội chiến kéo dài cùng với nạn hạn hán diễn ra hơn 60 năm qua đã khiến cho cuộc sống của 12 triệu người dân Somalia ngày càng trở nên bế tắc...

Bảo vệ nước chính là bảo vệ sự sống của chính chúng ta. Giữ gìn nguồn nước sạch là việc của tất cả mọi người, hãy để con cháu của chúng ta sau này được tận hưởng cảm giác tuyệt vời khi được uống những ly nước mát lành, được đắm mình thư giãn trong làn nước trong xanh…

Thế Giới Điện Giải xin gửi lời chúc sức khỏe đến gia đình bạn, nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần hỗ trợ giải đáp, hãy liên hệ với chúng tôi qua Hotline miễn phí hoặc đến trực tiếp Showroom để được hỗ trợ.