WEBVTT

00:00:14.502 --> 00:00:16.560

چرا بعضی از حشرات میتوانند

00:00:16.560 --> 00:00:18.135
بر سطح یک برکه راه بروند،

00:00:18.135 --> 00:00:19.815
اما وقتی شما سعی میکنید روی آب

00:00:19.815 --> 00:00:21.417
راه بروید به سرعت پایین میروید؟

00:00:21.417 --> 00:00:24.811
و چرا دریاچه ها در زمستان
از بالا به پایین منجمد میشوند؟

00:00:24.811 --> 00:00:28.823
در یک کلام، پاسخ همه این پرسشها قطبیت است.

00:00:28.823 --> 00:00:30.490
آب یک مولکول ساده

00:00:30.490 --> 00:00:33.946
متشکل از یک اتم اکسیژن
و دو اتم هیدروژن است،

00:00:33.946 --> 00:00:35.862

اما برای زندگی حیاتی است.

00:00:35.862 --> 00:00:39.324
در واقع، نزدیک به ۶۰٪

00:00:39.324 --> 00:00:41.954
وزن بدن افراد بالغ از آب تشکیل شده است.

00:00:41.954 --> 00:00:44.372
قطبیت درون مولکولهای آب

00:00:44.372 --> 00:00:46.624
به این ماده رایج ویژگیهایی میبخشد

00:00:46.624 --> 00:00:49.413
که آن را به مادهای منحصر به فرد
و حیاتبخش تبدیل میکنند.

00:00:49.413 --> 00:00:51.545
قطبیت به معنای به اشتراک گذاری نابرابر

00:00:51.545 --> 00:00:53.604
الکترونهای درون یک مولکول است.

00:00:53.604 --> 00:00:56.551
در مورد آب، وضعیت پیوند بین اتم اکسیژن

00:00:56.551 --> 00:00:59.635
و دو اتم هیدروژن درون هرمولکول

00:00:59.635 --> 00:01:03.020
شبیه مسابقه طنابکشی بین
یک بازیکن تنومند و پرقدرت فوتبال

00:01:03.020 --> 00:01:05.189
و یک نینی کوچولوی نوپاست.

00:01:05.189 --> 00:01:07.063
اتم اکسیژن بزرگتر از اتم هیدروژن است،

00:01:07.063 --> 00:01:09.772
و پروتون بیشتری در هسته خود دارد.

00:01:09.772 --> 00:01:13.170
این بارهای مثبت را میتوان به صورت
قدرت فیزیکی یک شخص تعبیر کرد.

00:01:13.170 --> 00:01:14.485
آنها قادرند

00:01:14.485 --> 00:01:16.855
الکترونهای دارای بار منفی
درون پیوند را جذب کنند،

00:01:16.855 --> 00:01:19.450
درست مثل توانایی یک فرد قوی در غلبه بر

00:01:19.450 --> 00:01:22.021
فردی ضعیفتر در بازی طنابکشی.

00:01:22.021 --> 00:01:24.204
بنابراین، اکسیژن قادر به جذب سهمی

00:01:24.204 --> 00:01:27.123
بیشتر از سهم عادلانه خود از الکترون است.

00:01:27.123 --> 00:01:30.273
از آنجا که هیدروژن کوچکتر بوده
و دارای قدرت کمتر،

00:01:30.273 --> 00:01:31.550
یا پروتون کمتری است،

00:01:31.550 --> 00:01:33.547
طنابکشی را میبازد

00:01:33.547 --> 00:01:36.733
و نسبت به سهم عادلانه خود
میزان کمتری الکترون جذب میکند.

00:01:36.733 --> 00:01:39.720
بنابراین، اکسیژن در درون آب به صورت منفی،

00:01:39.720 --> 00:01:43.139
و هیدروژنها به صورت مثبت رفتار میکنند.

00:01:43.139 --> 00:01:45.846
پیوندهای درون هر مولکول آب

00:01:45.846 --> 00:01:48.163
پیوندهای کووالانسی قطبی نامیده میشود.
کووالانسی

00:01:48.163 --> 00:01:50.859
به این معناست که
الکترونها به اشتراک گذاشته میشوند.

00:01:50.859 --> 00:01:52.945
اما، همانطور که همین الان یاد گرفتیم،
قطبی

00:01:52.945 --> 00:01:56.277
به این معناست که این الکترونها
به طور مساوی به اشتراک گذاشته نمیشوند.

00:01:56.277 --> 00:01:58.938
درون آب، اکسیژن منفی عمل میکند

00:01:58.938 --> 00:02:01.655
و هیدروژنها مثبت.

00:02:01.655 --> 00:02:03.701
از آنجا که مثبت و منفی به یکدیگر

00:02:03.701 --> 00:02:06.495
جذب میشوند، چنین اکسیژنی
به اتمهای هیدروژن

00:02:06.495 --> 00:02:08.149
مولکولهای آب مجاور جذب میشود.

00:02:08.149 --> 00:02:11.932
یک نوع پیوند ویژه میان
مولکولهای آب شکل میگیرد،

00:02:11.932 --> 00:02:13.962

که به عنوان پیوند هیدروژنی شناخته میشود.

00:02:13.962 --> 00:02:16.770
پیوندهای هیدروژنی
فقط هم در آب رخ نمیدهند.

00:02:16.770 --> 00:02:18.961
آنها میتوانند میان مولکولهای آب

00:02:18.961 --> 00:02:22.470
و مواد مختلف قطبی و یا یونی تشکیل بشوند.

00:02:22.470 --> 00:02:25.602
قابلیت قرارگیری مولکولهای
آب در کنار یکدیگر پیوستگی نام دارد،

00:02:25.602 --> 00:02:28.323
در حالی که قابلیت آب
در چسبیدن به مواد دیگر

00:02:28.323 --> 00:02:30.560
چسبندگی نامیده میشود.

00:02:30.560 --> 00:02:32.987
حالا، برگردیم سر سوالهای اول.

00:02:32.987 --> 00:02:36.903
اول اینکه، چرا بعضی حشرات قادر
به راه رفتن بر روی آب هستند؟

00:02:36.903 --> 00:02:39.571
کشش سطحی حاصل از پیوند هیدروژنی

00:02:39.571 --> 00:02:41.698
باعث ایجاد ورقهای نازک در سطح آب میشود

00:02:41.698 --> 00:02:43.159
که مقاومتی به آن میبخشد

00:02:43.159 --> 00:02:45.586
که برای راه رفتن
حشرات بسیار سبک کافی است.

00:02:45.586 --> 00:02:46.769
شما نمیتوانید روی آن

00:02:46.769 --> 00:02:48.805
راه بروید زیرا پیوندهای
هیدروژنی آنقدر قوی

00:02:48.805 --> 00:02:50.545
نیست که بتواند نگهتان دارد.

00:02:50.545 --> 00:02:52.918
چرا یخ بر روی آب مایع شناور میشود؟

00:02:52.918 --> 00:02:54.685
برای بیشتر مواد دیگر،

00:02:54.685 --> 00:02:57.888

حالت جامد متراکمتر از حالت مایع است،

00:02:57.888 --> 00:03:00.390
اما برای آب اینگونه نیست!

00:03:00.390 --> 00:03:02.599
پیوندهای هیدروژنی 
مولکولهای آب منجمد را

00:03:02.599 --> 00:03:05.554
نسبت به حالت مایع
دورتر از هم نگه میدارد.

00:03:05.554 --> 00:03:07.518
هرچه مولکولها از هم دورتر باشند،


00:03:07.518 --> 00:03:09.773

جسم جامد تراکم کمتری دارد.

00:03:09.773 --> 00:03:13.227
بنابراین یخ در حدود ۹%
کم چگالتر از آب است،

00:03:13.227 --> 00:03:15.441
که به این معناست که روی آن شناور میشود.

00:03:15.441 --> 00:03:17.943
به همین دلیل است که دریاچهها
از بالا به پایین یخ

00:03:17.943 --> 00:03:19.861
میزنند و آبزیان قادر به بقا

00:03:19.861 --> 00:03:21.947
در هوای سرد زمستان هرسال هستند.

00:03:21.947 --> 00:03:24.656
این قطبیت مولکول آب

00:03:24.656 --> 00:03:26.907
و پیوند هیدروژنی حاصل از این مسئله است 


00:03:26.907 --> 00:03:29.996
که مبیّن ویژگیهای منحصر به فرد
آب است.

00:03:29.996 --> 00:03:33.127
پس، علت اینکه آب اینقدر خاص است،

00:03:33.127 --> 00:03:34.440
از آب درون سلولهایتان گرفته

00:03:34.440 --> 00:03:35.877
تا آب اقیانوسهای جهان،


00:03:35.877 --> 00:03:40.826
این است که مولکولی قطبی است.