Comment la polarité est-elle responsable du comportement bizarre de l'eau - Christina Kleinberg

Voir la leçon complète : http://ed.ted.com/lessons/how-polarity-makes-water-behave-strangely-christina-kleinberg

L'eau est à la fois essentielle et unique. Bon nombre de ses qualités particulières lui viennent du fait qu'elle consistent en deux atomes d'hydrogène et un d'oxygène, ce qui crée un partage inégal des électrons. Des poissons dans les lacs gelés à la glace qui flotte sur l'eau, Christina Kleinberg décrit les effets de la polarité.

Leçon de Christina Kleinberg, animation de Alan Foreman.

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.