WEBVTT

00:00:06.608 --> 00:00:08.670
Voda je kapalina života.

00:00:08.670 --> 00:00:09.392
Pijeme ji,

00:00:09.392 --> 00:00:10.245
koupeme se v ní,

00:00:10.245 --> 00:00:10.864
zaléváme s ní,

00:00:10.864 --> 00:00:11.196
vaříme

00:00:11.196 --> 00:00:12.305
a používáme ji k úklidu.

00:00:12.305 --> 00:00:14.717
Je to nejhojnější molekula v našem těle.

00:00:14.787 --> 00:00:18.291
Žádné známé formy života
se bez ní neobejdou.

00:00:18.501 --> 00:00:21.997
Ale hlavně bychom
bez vody neměli...

00:00:22.350 --> 00:00:23.426
... ledový čaj.

00:00:23.596 --> 00:00:26.073
Hmmm, ledový čaj.

00:00:27.749 --> 00:00:29.871
Proč kostky ledu plavou?

00:00:29.931 --> 00:00:31.920
Kostky pevného argonu

00:00:31.920 --> 00:00:33.824
by se v kapalném argonu

00:00:33.824 --> 00:00:34.985
potopily.

00:00:34.985 --> 00:00:37.637
A stejné je to s většinou látek.

00:00:37.637 --> 00:00:40.484
Ale pevná voda, neboli led,

00:00:40.484 --> 00:00:43.394
je lehčí než kapalná voda.

00:00:43.394 --> 00:00:45.222
Jak to?

00:00:45.222 --> 00:00:46.927
Každá molekula vody

00:00:46.927 --> 00:00:48.970
je tvořena dvěma atomy vodíku

00:00:48.970 --> 00:00:51.264
vázanými k jednomu kyslíku.

00:00:51.374 --> 00:00:54.294
Takhle to vypadá v kapce vody

00:00:54.414 --> 00:00:57.624
o teplotě dejme tomu 25 stupňů.

00:00:57.774 --> 00:00:59.371
Molekuly se ohýbají,

00:00:59.371 --> 00:01:00.075
natahují,

00:01:00.075 --> 00:01:00.699
rotují

00:01:00.699 --> 00:01:02.536
a pohybují v prostoru.

00:01:02.606 --> 00:01:04.742
Když snížíme teplotu,

00:01:04.742 --> 00:01:06.614
množství kinetické energie

00:01:06.614 --> 00:01:08.782
každé molekuly klesne,

00:01:08.782 --> 00:01:11.825
takže jejich pohyb
(kmitání, rotace) se sníží.

00:01:11.925 --> 00:01:15.370
Celkově tak zaberou méně prostoru.

00:01:15.481 --> 00:01:18.492
Asi byste tudíž čekali,
že když voda zamrzá,

00:01:18.533 --> 00:01:21.613
její molekuly se shlukují
čím dál blíž.

00:01:21.732 --> 00:01:23.813
Jenže jste na omylu.

00:01:24.073 --> 00:01:28.777
Molekuly vody mají neobvyklý
způsob interakce.

00:01:29.099 --> 00:01:30.983
Jde o vodíkovou vazbu.

00:01:31.283 --> 00:01:33.219
V kovalentní vazbě

00:01:33.279 --> 00:01:37.349
atomy sdílejí dva společné elektrony.

00:01:37.679 --> 00:01:43.246
Ve vodíkové vazbě jsou takto
sdíleny celé atomy vodíku.

00:01:43.390 --> 00:01:46.254
Jedna vodíková vazba vypadá takto.

00:01:46.384 --> 00:01:47.808
Dvě takto.

00:01:47.878 --> 00:01:48.784
Tady máme tři

00:01:48.784 --> 00:01:49.725
a čtyři

00:01:49.725 --> 00:01:50.715
a pět,

00:01:50.715 --> 00:01:51.420
šest,

00:01:51.420 --> 00:01:51.964
sedm,

00:01:51.964 --> 00:01:52.439
osm,

00:01:52.439 --> 00:01:52.920
devět,

00:01:52.920 --> 00:01:53.231
deset,

00:01:53.231 --> 00:01:53.551
jedenáct,

00:01:53.551 --> 00:01:54.306
dvanáct,

00:01:54.306 --> 00:01:56.391
a mohl bych pokračovat.

00:01:56.391 --> 00:01:57.776
V jediné kapce vody

00:01:57.776 --> 00:02:00.146
tvoří vodíkové vazby rozsáhlou síť

00:02:00.146 --> 00:02:02.034
mezi stovkami, tisíci, miliony,

00:02:02.034 --> 00:02:04.201
miliardami, biliony molekul

00:02:04.201 --> 00:02:07.573
a tyto vazby průběžně vznikají a zanikají.

00:02:07.613 --> 00:02:11.816
Když teplota vody zůstává
nad čtyřmi stupni,

00:02:11.873 --> 00:02:13.524
kinetická energie molekul

00:02:13.524 --> 00:02:16.529
brání dlouhodobé interakci.

00:02:16.529 --> 00:02:18.450
Vodíkové vazby vznikají a zanikají

00:02:18.450 --> 00:02:20.275
jako vztahy na střední škole,

00:02:20.275 --> 00:02:22.588
tj. rychle.

00:02:22.618 --> 00:02:25.652
Ale při nižší teplotě
mají molekuly

00:02:25.713 --> 00:02:29.626
nižší energii
než vodíkové vazby.

00:02:29.751 --> 00:02:33.522
Vodíková vazba proto častěji
vzniká, než zaniká,

00:02:33.632 --> 00:02:36.949
a z chaosu se vynořují
překrásné struktury.

00:02:37.113 --> 00:02:39.452
Takhle vypadá pevná voda, led,

00:02:39.452 --> 00:02:41.946
na úrovni molekul.

00:02:41.946 --> 00:02:44.303
Uspořádaná šestiúhelníková struktura

00:02:44.303 --> 00:02:47.003
má menší hustotu než neuspořádaná struktura

00:02:47.003 --> 00:02:48.739
kapalné vody.

00:02:48.769 --> 00:02:53.541
A když má předmět menší hustotu
než kapalina, tak v ní plave.

00:02:53.651 --> 00:02:56.879
Ale co je na tom, že led plave,
tak důležitého?

00:02:57.037 --> 00:02:59.640
Kdyby led neplaval,

00:02:59.690 --> 00:03:03.229
nejstudenější část oceánu,
temná hlubina jeho dna,

00:03:03.237 --> 00:03:05.132
by byla navždy zamrzlá.

00:03:05.162 --> 00:03:06.569
Nebyly by rolky z humrů,

00:03:06.569 --> 00:03:08.492
protože by korýši neměli kde žít.

00:03:08.492 --> 00:03:11.144
Nebylo by suši,
protože by nebyly chaluhy.

00:03:11.144 --> 00:03:13.261
Děti v Kanadě by v zimě

00:03:13.261 --> 00:03:15.348
nemohli hrát hokej
ani rybařit.

00:03:15.348 --> 00:03:17.134
James Cameron by nedostal Oscara,

00:03:17.134 --> 00:03:20.262
protože Titanic by se nepotopil.

00:03:20.332 --> 00:03:25.028
Země by se upekla, protože by na pólech
nebyly ledovce odrážející slunce.

00:03:25.099 --> 00:03:27.292
Oceány pokrývající 70 % Země

00:03:27.292 --> 00:03:29.692
a regulující atmosféru planety,

00:03:29.692 --> 00:03:32.120
by byly úplně jiné.

00:03:32.524 --> 00:03:34.252
A co je nejhorší:

00:03:34.352 --> 00:03:37.166
neměli bychom ledový čaj.

00:03:37.246 --> 00:03:40.384
Hmmm, ledový čaj.