وقد كشف العلماء الخصائص الشاذة للمياه
الخصائص الشاذة من تحديد المياه ، بما في ذلك ، ووجود الحياة على الأرض -- كثافته متغير ، والحرارة العالية وارتفاع التوتر السطحي ، وأوضح هذين النوعين من الهياكل في تقرير المصير ، التي تجمع جزيئات السائل.
وأكد هذا دراسة جديدة نشرت في دورية وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم.
العلماء منذ فترة طويلة معروفة ل66 خصائص غير المبررة من المياه التي تميزه عن معظم المواد الكيميائية الأخرى التي وجدت في الحالة السائلة. وهكذا ، وعلى النقيض من جميع السوائل المعروفة ، التي تزداد الكثافة بصورة مفردة النغمة مع انخفاض درجة الحرارة ، والحد الأقصى كثافة الماء عند 4 درجات مئوية ، وكذلك مع خفض درجة الحرارة مرة أخرى تبدأ في الانخفاض.
هذه الخاصية الفريدة من الماء يجعل الحياة ممكنة في البحيرات والأنهار -- على خلاف ذلك ، فإن هذه المياه الضحلة الدافئة نسبيا ؛ حتما إلى أسفل في فصل الشتاء ، وسوف حرموا من جميع الكائنات الحية ، ربما باستثناء أبسط extremophile البكتيريا.
الماء لديه قدرة هائلة الحرارة -- بفضل الحارة تيارات المحيط الدافئة في العديد من المناطق الشمالية من الكرة الأرضية ، وبذلك الحرارة من خطوط العرض الجنوبية.
ارتفاع غير عادي التوتر السطحي للماء السائل لا تسمح بعض الحشرات على السير بهدوء على سطحه ، ولكن أيضا بسبب القوى الشعرية لضمان إمدادات من المواد المغذية الى تيجان الأشجار العملاقة التي تصل إلى عشرات الأمتار في الارتفاع.
شرح هذه الخصائص على أساس فقط من خصائص بنية والكيميائية للجزيئات الماء ، والعلماء حتى وقت قريب انها لا تستطيع.
سر أجنحة في هيكل الذي الذاتي تجميع جزيئات الماء السائل. ظلت فترة طويلة وغامضة ، كما دراسة هذا الهيكل باستخدام الأساليب نفسها التي تستخدم لدراسة بنية صلبة يكاد يكون من المستحيل.
فريق اندرس نلسون (اندرس نيلسون) ، وأبرز المتخصصين في مركز السنكروترون الإشعاع ستانفورد (ستانفورد السنكروترون الإشعاع Lightsource) ، وتمكنت من التغلب على هذه الصعوبات بفضل لأحدث التقنيات لدراسة بنية السوائل باستخدام الأشعة السينية القوية المنتجة مع مسرعات الجسيمات الكبيرة يسمى synchrotrons . تلك المستخدمة في synchrotrons في اليابان ، والثانية في الولايات المتحدة.
لقد وجد العلماء أن المفاهيم الموجودة حتى الآن من التركيب الجزيئي للماء كانوا على خطأ -- أنه تبين أن الجزيئات لا شكله هيكل واحد ، بينما في نفس الوقت نوعين من الهياكل ، وتتعايش في سائل بغض النظر عن درجة الحرارة. نوع واحد من تشكيل هيكل على شكل مجموعات من حوالي 100 هيكل الجزيئات التي تمثل هيكل من الجليد. أما النوع الثاني من الهيكل ، والجلطات البيئية أمر أقل بكثير.
زيادة درجة الحرارة إلى درجة غليان الماء يؤدي الى بعض التشويه للهيكل للجلطات وتخفيض عددها وهيمنة بنية المختلين.
"لا يمكن أن تكون هذه العملية وناد للرقص حيث بعض الناس جلس الجداول ، والتي تعكس العنصر المنظم للمياه كجزء من يجري في الحشد ، وتتحرك باستمرار في الرقص ، مما يعكس خلل. ويمكن مقارنة الزيادة في درجة حرارة المياه في هذه القضية مع الجميع رفع المزاج وتسارع والموسيقى ، وعندما يبدأ الناس في الحصول على ما يصل من الجدول والانضمام الى الرقص ، وبعض طاولة فارغة ولم تراجع للافراج عن الفضاء.
تبريد -- عملية عكس عندما يتم تعبئة قاعة الرقص مع الجداول ، وبالنسبة لهم الجلوس الضيوف بالضجر الرقص النادي. هكذا دفعة واحدة ونفس "درجة الحرارة" من الرقص ويجلس الناس المتغيرة باستمرار الأماكن -- لديها بعض الراحة ، وبعضها الرقص على العكس من ذلك ، في حين أن النسبة العامة الرقص ، وجلسوا لا يزال هو نفسه "-- أوضحت نتائج نيلسن ، كما نقلت عنه خدمة اضغط لمركز ستانفورد معجل خطي في الولايات المتحدة.
هذا ، على وجه الخصوص ، ما يفسر اعتماد خطية من كثافة الماء على درجة حرارة -- مجموعات مرتبة من جزيئات يقل لديهم كثافة من خلل ، وأنه يختلف قليلا مع درجة الحرارة ، والتي يمكن مقارنتها مع حجم ثابت من الجداول التي لا تعتمد على الحالة المزاجية للجمهور أو حجم الموسيقى في مطعم