Woda - związek wodoru i tlenu

1. BUDOWA CZĄSTECZKI WODY
Woda to tlenek wodoru czyli związek chemiczny o wzorze H2O

Cząsteczka wody składa się z dwóch pierwiastków, więc wspólne pary elektronowe przyciągane są przez te atomy z różną siłą. Pary elektronowe przesunięte są w stronę atomu tlenu, gdyż w cząsteczce występuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane (wspólne pary elektronowe są przesunięte w stronę atomu o większej liczbie elektronów walencyjnych). W związku z tym cząsteczka wody jest dipolem – ma dwa bieguny: ujemny w pobliżu atomu tlenu i dodatni w pobliżu atomu wodoru.
2. WŁAŚCIWOŚCI WODY
Woda nie ma smaku, jest bezbarwną i bezwonną cieczą. Temperaturą wrzenia wody jest 100C, zamarza w temperaturze 0C.
3. RODZAJE WODY W PRZYRODZIE
Woda jest na Ziemi bardzo rozpowszechniona. Występuje głównie w oceanach, które pokrywają 70,8% jej powierzchni, ale także w rzekach, jeziorach i w postaci stałej w lodowcach. Część wody znajduje się pod powierzchnią ziemi lub w atmosferze. Niektóre związki chemiczne zawierają cząsteczki wody w swojej budowie.

a) opady atmosferyczne

Deszcz
Chmury składają się z miliardów maleńkich kropelek wody i kryształków lodu. Pojedyncza chmura może zawierać wiele ton wilgoci. Tylko w sprzyjających warunkach część tej wilgoci spada na ziemię w postaci deszczu.
Kropelki tworzące chmurę powstają wtedy, gdy wilgotne i ciepłe powietrze staje się w wyniku wędrówki ku górze na tyle chłodne, że zawarta w nim para wodna ulega skropleniu. Kropelki początkowo małe, zbierają się wokół ziaren kurzu oraz innych mikroskopijnych cząstek zwanych jądrami kondensacji. Wznosząc się wraz z prądami powietrza, zderzają się i łączą ze sobą, tworząc stopniowo coraz większe krople. Po pewnym czasie mogą stać się wystarczająco duże, aby spaść w postaci deszczu.
Niektóre krople deszczu powstają w inny sposób. Początkowo znajdują się w górnej, zimnej części chmur, gdzie mają postać śniegu lub kryształków lodu, po czym, gdy znajdą się w zalegającym niżej ciepłym powietrzu, topnieją i spadają na ziemię jako deszcz.
Najmniejsze krople deszczu, określane mianem mżawki, opadają na ziemię tak powoli, że wydaje się, że stoją w miejscu. Największe mają prawie 6 mm średnicy i spadają z prędkością 8 m/s.

Śnieg
Zawarta w chmurze wilgoć może zostać uwolniona w postaci płatków śniegu, jeśli tylko jej temperatura jest wystarczająco niska. Kropelki wody zawartej w chmurach przy bardzo niskich temperaturach ulegają przechłodzeniu, czyli pozostają w stanie ciekłym, mimo że ich temperatura jest ujemna. W odpowiednich warunkach przechłodzone kropelki parują, zaś pochodząca z nich para natychmiast zamarza, tworząc drobniutkie kryształki lodu. Na kryształkach osiada coraz więcej zamarzniętej pary wodnej, rosną więc one i stają się płatkami śniegu. W takiej postaci spadają na ziemię.

Grad
Grad, w odróżnieniu od marznącego podczas spadania deszczu, powstaje wysoko w chmurach burzowych. Unoszone przez prądy na przemian w górę i dół lodowe grudki, pokrywają się kolejnymi warstewkami lodu i stają się coraz większe. Ich ostateczne rozmiary dorównują wielkością winogronom lub orzechom włoskim.

b) woda w litosferze i na jej powierzchni

Woda pitna
Woda słodka znajduje się w jeziorach, rzekach, stawach, strumieniach oraz wodach podziemnych. Czasem określana jest jako woda pitna, lecz woda pitna to woda nadająca się do spożycia – nie zanieczyszczona i bez jakichkolwiek bakterii zagrażających życiu, a nie ogół wszystkich wód słodkich. Z wszystkich zasobów wodnych na Ziemi tylko 1% jest zdatny do spożycia.
Aż miliard ludzi na świecie nie ma bezpośredniego dostępu do wody pitnej. Każdego dnia choroby wynikające z niedostatku czystej wody powodują śmierć wielu tysięcy ludzi, głównie dzieci.

Woda gruntowa
Pod powierzchnią lądów znajduje się prawdziwy ocean. Część tej wody została uwięziona w głębokich warstwach porowatych skał w momencie ich powstawania, lub przesiąknęła z topniejących lodowców pod koniec epoki lodowcowej. Większość wód podziemnych pochodzi ze współcześnie padającego deszczu i śniegu.
Woda opadowa przesącza się przez pory i szczeliny w glebie, a nawet litej skale i dociera do warstwy nieprzepuszczalnej. Zaczyna wówczas wypełniać wolne przestrzenie w porowatym materiale, stopniowa go nasycając. Warstwa przepuszczalna, magazynująca wodę, zwana jest warstwą wodonośną. Wody zawarte w takim podziemnym zbiorniku noszą nazwę wód gruntowych. Wody gruntowe czerpane ze studni i źródeł są w wielu rejonach najczystszymi wodami.

Gorące źródła
Gorące źródła występują na obszarach termalnych, gdzie płytko pod powierzchnią ziemi znajdują się skupiska magmy, ogrzewające powyżej leżące skały. Woda przesącza się przez szczeliny skalne, ogrzewa się i wypływa na powierzchnię, tworząc gorące źródła. Ma ona wysoką temperaturę i właściwości lecznicze.

Morza i oceany
Morze jest to część oceanu, oddzielona od niego brzegami kontynentu, wyspami lub wzniesieniami dna. Każde morze ma indywidualne cechy.
Ocean to wielka część hydrosfery ziemskiej, stanowiąca rozległy obszar słonej wody. Wody słone pokrywają w sumie blisko 3/4 powierzchni Ziemi (97% wody na Ziemi znajduje się w zasolonych morzach i oceanach).
4. STANY SKUPIENIA WODY
Występujący w warunkach standardowych (pokojowych) w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określamy jako parę wodną (np. chmury), a w stałym stanie skupienia jako lód (2% wszystkich zasobów wody w lodowcach i lądolodach). Potocznie często do każdego ze stanów skupienia odnosi się słowo woda.
5. OBIEG WODY W PRZYRODZIE
Woda znajduje się w ciągłym ruchu. Krąży ona między oceanem, powietrzem i lądem w złożonym i nieprzerwanym cyklu.
Obieg wody podtrzymywany jest przez Słońce, które ogrzewa powierzchnię zbiorników wodnych i wód płynących (rzeki, strumienie), zamieniając wodę w parę wodną. Woda paruje również z liści roślin, a nawet lodowców. Niewidoczna dla oka para wodna ulega kondensacji w powietrzu, tworząc miliardy drobnych kropelek wody i kryształków lodu, z których powstają chmury. Zawarta w chmurach wilgoć wraca w końcu na powierzchnię ziemi w formie deszczu, śniegu lub innego opadu atmosferycznego, po czym ponowie paruje, kontynuując cykl.
6. WODA JAKO ROZPUSZCZALNIK
Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych dotąd organizmów. Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych. Większość występującej w przyrodzie wody jest „słona” (około 97,38%), tzn. zawiera dużo rozpuszczonych soli, głównie chlorku sodu. W wodzie rozpuszczonych jest też wiele gazów, najwięcej dwutlenku węgla.
7. ZASTOSOWANIE
Światowe zasoby wody są olbrzymie – wynoszą około 1,35 miliarda km3. Woda występująca w przyrodzie jest roztworem soli i gazów. Najwięcej soli mineralnych zawiera woda morska i wody mineralne; najmniej woda z opadów atmosferycznych. Wodę o małej zawartości składników mineralnych nazywamy wodą miękką, natomiast zawierającą znaczne ilości soli wapnia i magnezu - wodą twardą.

Jako substancja użytkowa woda może mieć wiele zastosowań. Najważniejsza jest woda pitna, w gospodarstwach domowych jest używana woda do celów sanitarno - bytowych, w rolnictwie zaś do nawadniania pól, a także znaczne ilości wody zużywają zakłady przemysłowe. Woda przemysłowa może służyć jako substancja będącą przekaźnikiem ciepła lub ciepło odbierająca (substancja chłodząca), poza tym jako reagent, rozpuszczalnik itp.
Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje temperaturę. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej.
Woda naturalna w wielu przypadkach przed zastosowaniem musi zostać uzdatniona. Proces uzdatniania wody dotyczy zarówno wody pitnej jak i przemysłowej.