תכונות ומבנה המים

   (*) תכונות כימיות ופיסיקליות של המים

למים אין טעם, ריח או צבע. המים רותחים בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס וקופאים בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס. צפיפות המים בטמפרטורת הסביבה היא 1 גר' לסמ"ק, וקיבול החום הוא 1 קלוריה לגר' למעלה. המים H20, מורכבים משני יסודות – חמצן ומימן. הם ניתנים לפירוק לשני יסודות באמצעות זרם חשמלי, בהכנסת שתי אלקטרודות חשמליות לתוך מיכל מים. שני הגזים שיוצרו יתרכזו ליד שתי האלקטרודות. אם נשווה את יחס משקלי הגזים יתברר שנתקבלו 11.2% מימן ו- 88.8% חמצן.

   המים הם ממס מצוין

תכונה זו נובעת ישירות מהמבנה המרחבי של מולקולות המים. שלושת האטומים אינם מחוברים בקו ישר אלא יוצרים זווית של 105 מעלות, החמצן באמצע ושני אטומים המימן משני צדדיו. המבנה הזוויתי של המולקולה, והעובדה שהחמצן מושך אלקטרונים חזק יותר, גורמים למולקולה להתנהג כגוף בעל שני קטבים חשמליים, גוף כזה נקרא דיפול. זו הסיבה שהמים ממסים בעצמה רבה חומרים אנאורגאניים המים עוטפות אניון (כגון CI) באופן שאטומי המימן החיוביים פונים אליו, ועוטפות קטיון (כגון NA+) באופן שאטומי החמצן השליליים פונים אליו. מבנה זה מעטפת הידרטציה.

   יצירת קשרי מימן בין המולקולות

תכונה נוספת מקנה למים את תכונתם המיוחדת היא יצירת קשרי המימן בין המולקולות. המולקולות נמשכות זו לזו באופן שהקצה החיובי (אטומי המימן) במולקולה אחת נמשך לקצה השלילי (החמצן) במולקולה השכנה לכן מולקולות המים נמשכות זו לזו בחוזקה וקשה להפריד ביניהם בקלות. התוצאה היא שלמים יש מתח פנים גבוה, 72.7 דין לס"מ (בטמפרטורה של 20 מעלות), הינו ערך גבוה בהשוואה לנוזלים אחרים. תוצאה נוספת היא שחום הכמוס של במים, דהיינו האנרגיה הדרושה להפרדת המולקולות זו מזו באידוי, היא 580 קלוריות לגרם, שהוא גבוה בהשוואה לחומרים אחרים.

   האנומליה של המים

הצפיפות המקסימאלית של המים מתקבלת בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, דהיינו מעל טמפרטורת הקפיאה. זו הסיבה שקרח צף על המים ולא שוקע מטה כמו בתהליך ההתמצקות שלחומרים אחרים, תופעה הידועה בשם "האנומליה של המים". ציפת הקרח על גבי המים באוקיאנוס מונעת את קפיאת כל עמודת המים באזור הקטבים ומאפשרת את קיום היצורים החיים תחת הקרח.

 

(*) מתוך הספר "משאבי המים בישראל מאת פרופ' חיים גבירצמן בהוצאת יד יצחק בן-צבי".