1
00:00:14,502 --> 00:00:16,560

چرا بعضی از حشرات میتوانند

2
00:00:16,560 --> 00:00:18,135
بر سطح یک برکه راه بروند،

3
00:00:18,135 --> 00:00:19,815
اما وقتی شما سعی میکنید روی آب

4
00:00:19,815 --> 00:00:21,417
راه بروید به سرعت پایین میروید؟

5
00:00:21,417 --> 00:00:24,811
و چرا دریاچه ها در زمستان
از بالا به پایین منجمد میشوند؟

6
00:00:24,811 --> 00:00:28,823
در یک کلام، پاسخ همه این پرسشها قطبیت است.

7
00:00:28,823 --> 00:00:30,490
آب یک مولکول ساده

8
00:00:30,490 --> 00:00:33,946
متشکل از یک اتم اکسیژن
و دو اتم هیدروژن است،

9
00:00:33,946 --> 00:00:35,862

اما برای زندگی حیاتی است.

10
00:00:35,862 --> 00:00:39,324
در واقع، نزدیک به ۶۰٪

11
00:00:39,324 --> 00:00:41,954
وزن بدن افراد بالغ از آب تشکیل شده است.

12
00:00:41,954 --> 00:00:44,372
قطبیت درون مولکولهای آب

13
00:00:44,372 --> 00:00:46,624
به این ماده رایج ویژگیهایی میبخشد

14
00:00:46,624 --> 00:00:49,413
که آن را به مادهای منحصر به فرد
و حیاتبخش تبدیل میکنند.

15
00:00:49,413 --> 00:00:51,545
قطبیت به معنای به اشتراک گذاری نابرابر

16
00:00:51,545 --> 00:00:53,604
الکترونهای درون یک مولکول است.

17
00:00:53,604 --> 00:00:56,551
در مورد آب، وضعیت پیوند بین اتم اکسیژن

18
00:00:56,551 --> 00:00:59,635
و دو اتم هیدروژن درون هرمولکول

19
00:00:59,635 --> 00:01:03,020
شبیه مسابقه طنابکشی بین
یک بازیکن تنومند و پرقدرت فوتبال

20
00:01:03,020 --> 00:01:05,189
و یک نینی کوچولوی نوپاست.

21
00:01:05,189 --> 00:01:07,063
اتم اکسیژن بزرگتر از اتم هیدروژن است،

22
00:01:07,063 --> 00:01:09,772
و پروتون بیشتری در هسته خود دارد.

23
00:01:09,772 --> 00:01:13,170
این بارهای مثبت را میتوان به صورت
قدرت فیزیکی یک شخص تعبیر کرد.

24
00:01:13,170 --> 00:01:14,485
آنها قادرند

25
00:01:14,485 --> 00:01:16,855
الکترونهای دارای بار منفی
درون پیوند را جذب کنند،

26
00:01:16,855 --> 00:01:19,450
درست مثل توانایی یک فرد قوی در غلبه بر

27
00:01:19,450 --> 00:01:22,021
فردی ضعیفتر در بازی طنابکشی.

28
00:01:22,021 --> 00:01:24,204
بنابراین، اکسیژن قادر به جذب سهمی

29
00:01:24,204 --> 00:01:27,123
بیشتر از سهم عادلانه خود از الکترون است.

30
00:01:27,123 --> 00:01:30,273
از آنجا که هیدروژن کوچکتر بوده
و دارای قدرت کمتر،

31
00:01:30,273 --> 00:01:31,550
یا پروتون کمتری است،

32
00:01:31,550 --> 00:01:33,547
طنابکشی را میبازد

33
00:01:33,547 --> 00:01:36,733
و نسبت به سهم عادلانه خود
میزان کمتری الکترون جذب میکند.

34
00:01:36,733 --> 00:01:39,720
بنابراین، اکسیژن در درون آب به صورت منفی،

35
00:01:39,720 --> 00:01:43,139
و هیدروژنها به صورت مثبت رفتار میکنند.

36
00:01:43,139 --> 00:01:45,846
پیوندهای درون هر مولکول آب

37
00:01:45,846 --> 00:01:48,163
پیوندهای کووالانسی قطبی نامیده میشود.
کووالانسی

38
00:01:48,163 --> 00:01:50,859
به این معناست که
الکترونها به اشتراک گذاشته میشوند.

39
00:01:50,859 --> 00:01:52,945
اما، همانطور که همین الان یاد گرفتیم،
قطبی

40
00:01:52,945 --> 00:01:56,277
به این معناست که این الکترونها
به طور مساوی به اشتراک گذاشته نمیشوند.

41
00:01:56,277 --> 00:01:58,938
درون آب، اکسیژن منفی عمل میکند

42
00:01:58,938 --> 00:02:01,655
و هیدروژنها مثبت.

43
00:02:01,655 --> 00:02:03,701
از آنجا که مثبت و منفی به یکدیگر

44
00:02:03,701 --> 00:02:06,495
جذب میشوند، چنین اکسیژنی
به اتمهای هیدروژن

45
00:02:06,495 --> 00:02:08,149
مولکولهای آب مجاور جذب میشود.

46
00:02:08,149 --> 00:02:11,932
یک نوع پیوند ویژه میان
مولکولهای آب شکل میگیرد،

47
00:02:11,932 --> 00:02:13,962

که به عنوان پیوند هیدروژنی شناخته میشود.

48
00:02:13,962 --> 00:02:16,770
پیوندهای هیدروژنی
فقط هم در آب رخ نمیدهند.

49
00:02:16,770 --> 00:02:18,961
آنها میتوانند میان مولکولهای آب

50
00:02:18,961 --> 00:02:22,470
و مواد مختلف قطبی و یا یونی تشکیل بشوند.

51
00:02:22,470 --> 00:02:25,602
قابلیت قرارگیری مولکولهای
آب در کنار یکدیگر پیوستگی نام دارد،

52
00:02:25,602 --> 00:02:28,323
در حالی که قابلیت آب
در چسبیدن به مواد دیگر

53
00:02:28,323 --> 00:02:30,560
چسبندگی نامیده میشود.

54
00:02:30,560 --> 00:02:32,987
حالا، برگردیم سر سوالهای اول.

55
00:02:32,987 --> 00:02:36,903
اول اینکه، چرا بعضی حشرات قادر
به راه رفتن بر روی آب هستند؟

56
00:02:36,903 --> 00:02:39,571
کشش سطحی حاصل از پیوند هیدروژنی

57
00:02:39,571 --> 00:02:41,698
باعث ایجاد ورقهای نازک در سطح آب میشود

58
00:02:41,698 --> 00:02:43,159
که مقاومتی به آن میبخشد

59
00:02:43,159 --> 00:02:45,586
که برای راه رفتن
حشرات بسیار سبک کافی است.

60
00:02:45,586 --> 00:02:46,769
شما نمیتوانید روی آن

61
00:02:46,769 --> 00:02:48,805
راه بروید زیرا پیوندهای
هیدروژنی آنقدر قوی

62
00:02:48,805 --> 00:02:50,545
نیست که بتواند نگهتان دارد.

63
00:02:50,545 --> 00:02:52,918
چرا یخ بر روی آب مایع شناور میشود؟

64
00:02:52,918 --> 00:02:54,685
برای بیشتر مواد دیگر،

65
00:02:54,685 --> 00:02:57,888

حالت جامد متراکمتر از حالت مایع است،

66
00:02:57,888 --> 00:03:00,390
اما برای آب اینگونه نیست!

67
00:03:00,390 --> 00:03:02,599
پیوندهای هیدروژنی 
مولکولهای آب منجمد را

68
00:03:02,599 --> 00:03:05,554
نسبت به حالت مایع
دورتر از هم نگه میدارد.

69
00:03:05,554 --> 00:03:07,518
هرچه مولکولها از هم دورتر باشند،


70
00:03:07,518 --> 00:03:09,773

جسم جامد تراکم کمتری دارد.

71
00:03:09,773 --> 00:03:13,227
بنابراین یخ در حدود ۹%
کم چگالتر از آب است،

72
00:03:13,227 --> 00:03:15,441
که به این معناست که روی آن شناور میشود.

73
00:03:15,441 --> 00:03:17,943
به همین دلیل است که دریاچهها
از بالا به پایین یخ

74
00:03:17,943 --> 00:03:19,861
میزنند و آبزیان قادر به بقا

75
00:03:19,861 --> 00:03:21,947
در هوای سرد زمستان هرسال هستند.

76
00:03:21,947 --> 00:03:24,656
این قطبیت مولکول آب

77
00:03:24,656 --> 00:03:26,907
و پیوند هیدروژنی حاصل از این مسئله است 


78
00:03:26,907 --> 00:03:29,996
که مبیّن ویژگیهای منحصر به فرد
آب است.

79
00:03:29,996 --> 00:03:33,127
پس، علت اینکه آب اینقدر خاص است،

80
00:03:33,127 --> 00:03:34,440
از آب درون سلولهایتان گرفته

81
00:03:34,440 --> 00:03:35,877
تا آب اقیانوسهای جهان،


82
00:03:35,877 --> 00:03:40,826
این است که مولکولی قطبی است.