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極性如何賦予水獨特的性質 - 克里斯蒂娜克萊因伯格　(Christina Kleinberg)

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    為什麼有些昆蟲
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    能夠在池塘水面上行走
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    可是你想嘗試在水面上行走
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    卻會噗通沉下去？
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    為什麼冬天湖面會先結冰？
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    簡單的說，答案就是「極性」
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    水是一個簡單的分子
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    由一個氧和兩個氫原子組成
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    但水是生命不可或缺的要素
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    事實上，水佔了將近
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    成人 60% 的身體重量
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    水分子間的極性
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    賦予這常見的物質
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    得以維持生命的一些獨特性質
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    極性指的是分子中
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    電子的不平均分配
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    一個水分子裡面
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    氧原子和兩個氫原子之間的鍵結
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    就像是在拔河
    一邊是又高又壯的美式足球球員
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    另一邊是蹣跚學步的小孩
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    氧原子是一個大原子
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    原子核裡的質子比氫原子更多
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    這些正電荷好像人的力氣
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    可以吸引
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    鍵結中帶負電的電子
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    就像是拔河比賽中的強者
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    可輕鬆把弱者拉過來
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    氧原子會吸引電子
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    比本身原有的電子還多
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    因為氫原子個子較小、力量較弱
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    也就是質子比較少
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    在拔河比賽成了輸家
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    因而吸引電子的量，比原有的還少
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    所以水分子裡的氧，就像帶了負電
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    而氫就像帶了正電一樣
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    水分子中的這種鍵結
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    就叫做「極性共價鍵」
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    共價的意思是，電子由彼此共享
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    而我們剛學過
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    極性的意思是，電子分配不均
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    水分子中，氧就像帶負電
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    氫就像帶正電
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    因為正負電會相吸
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    氧原子也會吸引
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    鄰近水分子裡的氫原子
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    水分子間形成了一種特殊的鍵結
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    稱為「氫鍵」
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    氫鍵並不只出現在水分子間
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    也會出現在水分子和
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    有極性、或離子化的物質之間
    （糖－極性）　（牙膏－離子化）
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    水會黏在一起的能力叫「內聚力」
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    而水附著在其他物質的能力
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    叫做「附著力」
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    現在回想一下最初的問題
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    為何有些昆蟲可在水面行走？
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    由氫鍵造成的表面張力
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    在水面形成一層薄膜
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    提供了足夠的阻力
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    讓很輕的昆蟲可以行走
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    我們沒辦法這樣
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    因為氫鍵沒有強到
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    可以支撐我們的體重
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    為什麼冰會浮在水面上呢？
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    對大部份物質來說
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    固態的密度比液態更高
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    但水是個例外！
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    水分子的氫鍵
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    在水固態時的距離比液態更遠
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    分子之間的距離愈遠
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    固體的密度就愈小
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    冰的密度比水低了 9%
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    這表示冰會浮在水上
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    因而湖面會從表面開始結冰
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    讓水中生物可以
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    熬過每年寒冬
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    水分子的極性
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    產生了氫鍵
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    造成了水的獨特性質
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    水之所以這麼特別
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    小至細胞
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    大至海洋
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    就因為它是個極性分子
Title:
極性如何賦予水獨特的性質 - 克里斯蒂娜克萊因伯格　(Christina Kleinberg)
Description:

完整課程請見：http://ed.ted.com/lessons/how-polarity-makes-water-behave-strangely-christina-kleinberg

水既重要又獨特。它許多獨特性質是源自於擁有兩個氫原子和一個氧原子，造成了電子分配的不平均。從結冰的湖裡的魚到水面上的浮冰，藉由這些現象，Christina Kleinberg 說明了極性的作用。

課程：Christina Kleinberg；動畫：Alan Foreman
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
03:52

Chinese, Traditional subtitles

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