Comment se fait-il que certains insectes sont capables de marcher
sur la surface d'un étang,
mais que vous coulez rapidement
lorsque vous essayez de marcher sur l'eau ?
Et pourquoi lacs gèlent-ils du haut vers le bas en hiver ?
En un mot, la réponse à toutes ces questions est la polarité.
L'eau est une molécule simple
composée d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène,
mais elle est essentielle à la vie.
En fait, l'eau représente environ 60 %
du poids du corps de l'être humain adulte.
La polarité dans les molécules d'eau
confère à cette substance commune les propriétés
qui la rendent unique et essentielle à la vie.
La polarité fait référence au partage inégal
des électrons dans une molécule.
Pour l'eau, la liaison entre l'atome d'oxygène
et les deux atomes d'hydrogène dans une molécule d'eau unique,
c'est comme un tir à la corde entre un joueur de football grand et fort
et un mignon petit bambin.
L'oxygène est un atome plus grand,
avec plus de protons dans son noyau que l'hydrogène.
Ces charges positives sont comme la force physique d'une personne.
Elles sont capables d'attirer
les électrons chargés négativement à l'adhérence,
tout comme une personne forte est capable de vaincre
un individu plus faible dans un tir à la corde.
Donc, l'oxygène est capable d'attirer
plus que sa juste part d'électrons.
Parce que l'hydrogène est plus petit et a moins de force,
ou moins de protons,
il perd le tir à la corde
et attire moins que sa juste part d'électrons.
Donc, l'oxygène dans l'eau se comporte comme si il était négatif,
et les hydrogènes se comportent comme s'ils étaient positifs.
Les liens au sein d'une molécule d'eau unique
sont appelés liaisons covalentes polaires.
Covalente signifie que les électrons sont partagés.
Mais, comme nous venons d'apprendre,
polaire signifie que ces électrons ne sont pas répartis également.
Dans l'eau, l'oxygène agit négativement
et les hydrogènes positivement.
Étant donné que les négatifs et positifs s'attirent,
cet oxygène est attiré par les atomes d'hydrogène
dans les molécules d'eau voisines.
Un type spécial de liaison se forme entre les molécules d'eau,
appelé liaison hydrogène.
Les liaisons hydrogène ne se produisent pas que dans l'eau non plus.
Elles peuvent se former entre une molécule d'eau
et différentes substances polaires ou ioniques.
La capacité de l'eau à rester cohérente est appelée la cohésion,
alors que la capacité de l'eau à fusionner avec d'autres substances
s'appelle l'adhérence.
Maintenant, pensez aux questions initiales.
Tout d'abord, pourquoi certains insectes sont-ils capables de marcher sur l'eau ?
La tension de surface due à la liaison hydrogène
crée une fine pellicule sur la surface de l'eau
qui donne assez de résistance
pour que les insectes ultra-légers puissent y marcher.
Vous ne pouvez pas y marcher dessus
parce que les liaisons hydrogène ne sont pas assez fortes
pour vous soutenir.
Pourquoi la glace flotte-t-elle sur le dessus de l'eau liquide ?
Pour la plupart des autres substances,
l'état solide est plus dense que l'état liquide,
mais ce n'est pas le cas pour l'eau !
Les liaisons hydrogènes maintiennent les molécules d'eau
plus éloignée dans l'eau gelée que dans l'eau liquide.
Plus les molécules sont éloignées les unes des autres,
moins ce solide est dense.
La glace est environ 9 % moins dense que l'eau,
ce qui signifie qu'elle flotte dessus.
C'est pourquoi les lacs gèlent du haut vers le bas
et que la vie aquatique est capable de survivre
à un hiver froid chaque année.
C'est la polarité de la molécule d'eau
et la liaison hydrogène qui en résulte
qui sont responsables des propriétés uniques de l'eau.
Alors, la raison pour laquelle l'eau est si spéciale,
de l'intérieur de vos cellules
aux océans du monde,
c'est tout simplement parce que c'est une molécule polaire.