నీరు (అణువు)
నీరు (H 2O) అనేది భూమి ఉపరితలంపై చాలా విస్తారంగా దొరికే, గ్రహంపై 70% ఆవరించి ఉన్న మూలకం. సహజంగా ఇది ద్రవ, ఘన మరియు వాయు రూపంలో లభిస్తుంది. ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రత మరియు ఒత్తిడి వద్ద ద్రవ మరియు వాయు స్థితుల మధ్య ఇది గతి శాస్త్ర సమతుల్యతలో ఉంటుంది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఇది లేత నీలి రంగులో, రుచిలేని, మరియు వాసన లేని దాదాపుగా రంగులేని ద్రవంలా ఉంటుంది. నీటిలో అనేక పదార్థాలు కరిగిపోతాయి మరియు ఇది సాధారణంగా సార్వజనీన ద్రావణిగా పిలువబడుతూ ఉంటుంది. ఈ కారణంగా, ప్రకృతిలోని మరియు ఉపయోగంలోని నీరు అరుదుగా మాత్రమే స్వచ్ఛంగా ఉంటుంది మరియు దానిలోని కొన్ని గుణాలు స్వచ్ఛమైన పదార్థంతో పోలిస్తే స్వల్పంగా తేడాతో ఉండవచ్చు. అయితే, పూర్తిగా కాకున్నప్పటికీ నీటిలో కరిగిపోని, ముఖ్యమైన మిశ్రమ పదార్థాలు అనేకం ఉన్నాయి. మూడు సాధారణ పదార్థ స్థితి లన్నింటిలోనూ సహజంగా కనిపించే ఏకైక సాధారణ పదార్థం నీరు--ఇతర పదార్థాలకోసం రసాయనిక గుణాలు చూడండి. భూమిమీద జీవులకు నీరు అత్యవసరం.[3] సాధారణంగా మానవ శరీరంలో నీరు 55% నుంచి 78% శాతం దాకా ఉంటుంది.[4]
అనేక పదార్థాల వలె, పదార్థ దశచే సాధారణంగా వర్గీకరించబడే పలు విస్తృత రూపాలను నీరు తీసుకుంటుంది. నీటి రూపాలలో అత్యంత సాధారణ స్థితి ద్రవ స్థితి మరియు ఇది సాధారణంగా "నీరు" అనే పదంతో సూచించబడుతుంది. నీటి యొక్క ఘన స్థితిని మంచు</i>గా పిలుస్తారు మరియు ఇది సాధారణంగా మంచు గడ్డలు వంటి సమ్మిళిత స్ఫటికాలు లేదా మంచు వంటి పలుచగా పోగుబడిన కణికీయ స్పటికాల వంటి దృఢ నిర్మాణంతో ఉంటుంది. ఘనరూప H2O యొక్క పలు విభిన్న స్పటిక, ఘనీభవించని రూపాల జాబితా కోసం, మంచు కథనం చూడండి. నీటియొక్క వాయు స్థితిని నీటి ఆవిరి (లేదా ఆవిరి) గా పిలుస్తారు మరియు పారదర్శక మేఘం ఆకృతిని తలపిస్తూ నీటిద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. నీటి యొక్క నాలుగో స్థితి, అత్యంత సంక్లిష్ట ద్రవం ఇతర మూడు స్థితుల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ప్రకృతిలో అరుదుగా ఏర్పడుతుంటుంది. నీరు ఒక నిర్దిష్ట సంక్లిష్ట ఉష్ణోగ్రతను మరియు నిర్దిష్ట సంక్లిష్ట ఒత్తిడి (647 K మరియు 22.064 MPa)ని చేరుకున్నప్పుడు, ద్రవ మరియు వాయు దశ, వాయు, ద్రవ రెండింటి గుణాలతో కూడిన సజాతీయ ద్రవ స్థితిలో కలిసిపోతుంది. నీరు అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలు లేదా ఒత్తిళ్లు వద్ద మాత్రమే అత్యంత సంక్లిష్టంగా మారుతుంది కాబట్టి, ఇది సహజంగా ఎన్నడూ సంభవించదు. ప్రకృతి సహజంగా ఏర్పడే తీవ్రసంక్లిష్ట నీటికి ఒక ఉదాహరణ ఏమిటంటే లోతు జలాల జలవిద్యుత్ నెరియలులోని అత్యంత ఉష్ణ భాగాలు, ఇక్కడ నీరు అగ్నిపర్వత పొగలను మండించడం ద్వారా సంక్లిష్ట ఉష్ణోగ్రతలో వేడెక్కుతుంది మరియు అత్యంత లోతుప్రాంతాల్లో నెరియలు ఉన్న చోట సముద్రం యొక్క అత్యధిక బరువు కారణంగా సంక్లిష్ట ఒత్తిడిని సాధిస్తుంది.
సహజ జలంలో (సముద్ర జల ప్రామాణిక విచలనం చూడండి), దాదాపు అన్ని ఉదజని అణువులు ఐసోటోప్ ప్రొటియమ్‌లుగా ఉంటాయి, 1 H. భార జలం నీరు. దీంట్లో ఉదజని దాని భారీ ఐసోటోప్, డ్యుటీరియం ద్వారా పూరించబడుతుంది,2 H. ఇది రసాయనికంగా సాధారణ జలానికి సరిపోలుతుంది కాని ఇది సమరూపం కాదు. ఎందుకంటే డ్యుటీరియం యొక్క కేంద్రకం ప్రొటియం కంటే రెండు రెట్లు భారీగా ఉంటుంది, అందుచేత ఇంధనాల మేళనం మరియు ఉదజని మేళనంలో గుర్తించదగిన వ్యత్యాసాలకు కారణమవుతుంది. భార జలాన్ని న్యూట్రాన్‌లను మెత్తబరచడానికి (తగ్గించడానికి) అణు రియాక్టర్ పరిశ్రమలో ఉపయోగిస్తారు. పోల్చి చూడగా, అలాంటి పోలిక అవసరమైనప్పుడు సాధారణ జలం ప్రోటియం ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉన్న నీటిని గుర్తిస్తుంది. ఉదాహరణకు సాధారణ జల రియాక్టర్ అనే పదం ఆ రియాక్టర్ నమూనా సాధారణ జలాన్ని ఉపయోగిస్తుందని సూచిస్తుంది. శరీరంలో ప్రతి అవయవం, ప్రతి కణానికి నీరు అవసరం ఉంటుంది శరీరానికి సరిపడా నీరు అందలేదంటే శరీరం జరిగే జీవక్రియలన్ని పనిచేయడం మానేస్తాయి
నీరు రసాయనిక సూత్రం H 2Oతో కూడిన రసాయనిక పదార్థం: ఒక నీటి అణువు ఒక ఆక్సిజన్ పరమాణువుకు సమయోజనీయ బంధంతో ఉండే రెండు ఉదజని పరమాణువులను కలిగి ఉంటుంది.[5] నీరు అనేది విస్తరించిన వాతావరణం మరియు పీడనంలో ఉండే రుచి, వాసన లేని ద్రవం, ఇది అంతర్గతంగా తనదైన తేలికైన నీలి వన్నెను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, రంగులేని రూపంలో చిన్న పరిమాణంలో ఉంటుంది. మంచు కూడా రంగు లేకుండా కనిపిస్తుంది, నీటి ఆవిరి తప్పనిసరిగా వాయువు రూపంలో కనిపించకుండా ఉంటుంది.[1] ప్రామాణిక పరిస్థితుల్లో నీరు ప్రాథమికంగా ద్రవరూపంలో ఉంటుంది, [[పీరియాడికల్ టేబుల్‌లోని ఆక్సిజన్ ఫ్యామిలీ యొక్క హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్|పీరియాడికల్ టేబుల్[[‌లోని ఆక్సిజన్ ఫ్యామిలీ యొక్క హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్]]]] వంటి వాయువుల ఇతర అనురూప హైడ్రిడ్‌లతో దాని సంబంధాన్ని ఊహించలేము. పీరియాడిక్ టేబుల్‌లో ఆక్సిజన్ చుట్టూ ఉంటే నత్రజని, ఫ్లోరిన్, ఫాస్పరస్, గంధకం మరియు క్లోరిన్ మూలకాలు, ప్రామాణిక పరిస్థితుల్లో వాయువులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉదజనితో సంలీనమవుతాయి. ఫ్లోరిన్ మినహా మిగిలిన అన్ని మూలకాల కంటే ఎక్కువగా ఆక్సిజన్ రుణ ఎలక్ట్రాన్‌గా ఉండటమే నీరు ద్రవంగా మారడానికి కారణం. ఉదజని కంటే ఎక్కువగా ఆక్సిజన్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆకర్షిస్తుంది, దీనివల్ల ఉదజని పరమాణువులలో నికర సానుకూల ఛార్జ్ జరుగుతుంది మరియు ఆక్సిజన్ పరమాణువులో నికర వ్యతిరేక ఛార్జ్ జరుగుతుంది. ఈ పరమాణువులలో ప్రతి ఒక్కదానిని ఛార్జ్ చేస్తే ప్రతి నీటి అణువుకు ఒక నికర ద్విధ్రువ చలనాన్ని ఇస్తుంది. ఈ ద్విధ్రువం మూలంగా నీటి అణువుల మధ్య ఎలక్ట్రికల్ ఆకర్షణ ఒక్కొక్క అణువును దగ్గరికి లాగి, అణువులను విడదీయడాన్ని కష్టతరం చేస్తుంది. ఆ విధంగా బాష్పీభవన స్థానాన్ని పెంచుతుంది. ఈ ఆకర్షణ ఉదజని అనుబంధం అని పిలవబడుతుంది. నీటి అణువులు పరస్పర సంబంధంలో స్థిరంగా చలిస్తూంటాయి,https://www.svrtechnologies.com/sap-training ఉదజని బంధాలు నిరంతరం విడిపోతూ 200 ఫెమ్‌టో సెకనుల కంటే ఎక్కువ కాలక్రమణికలలో మార్పు చెందుతుంటాయి.[6] అయినప్పటికీ, ఈ వ్యాసంలో వర్ణించినటువంటి, జీవానికి అతి ముఖ్యమైనటువంటి, నీటి యొక్క పలు ప్రత్యేక గుణాలను సృష్టించడానికి ఈ బంధం సరిపోతుంది. నీటిని హైడ్రోనియం అయాన్ (H 3O+ (aq))ల లోకి స్వల్పంగా విడిపోతూ, హైడ్రాక్సైడ్ అయాన్‌తో ముడిపడి ఉండే (OH− (aq)) ధ్రువ ద్రావణిగా వర్ణించవచ్చు.
2 H 2O (l) ⇌ H 3O+ (aq) + OH− (అక్)
ఈ విఘటన యొక్క విఘటన స్థిరాంకం సాధారణంగా Kw లా వ్యక్తీకరించబడుతుంది, 25°C; ఉష్ణోగ్రత వద్ద 10−14 విలువను కలిగి ఉంటుంది. మరింత సమాచారం కోసం "నీరు (డేటా పేజ్)" మరియు "నీటి స్వీయ-అయనీకరణ"ను చూడండి.
నీరు అమ్మోనియా తర్వాత మనకు తెలిసిన అన్ని పదార్థాలలో రెండో అత్యధిక నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యతను, దానితో పాటు అధిక బాష్పీభవన ఉష్ణం (40.65 kJ·mol−1)ని కలిగి ఉంది, ఇవి రెండూ దాని అణువుల మధ్య విస్తృత ఉదజని బంధం ఫలితం. ఈ రెండు అసాధారణ గుణాలూ ఉష్ణోగ్రతలో అతి పెద్ద హెచ్చుతగ్గులను నిల్వచేయడం ద్వారా భూమి వాతావరణాన్ని సమన్వయించడానికి అనుమతిస్తాయి.
నీటి నిర్దిష్ట విచ్ఛిత్తి యొక్క శక్తి మొత్తం 0°C వద్ద 333.55 kJ·kg−1గా ఉంటుంది. సాధారణ పదార్దాలలో అమ్మోనియా మాత్రమే దీనికంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ గుణం గ్లేసియర్ మంచు, కొట్టుకుపోయే మంచుల యొక్క కరిగే గుణాన్ని నిరోధిస్తుంది. యాంత్రిక శీతలీకరణను కనిపెట్టడానికి ముందు, ఆహారం చెడిపోకుండా నిల్వ ఉంచడానికి మంచునే సర్వ సాధారణంగా ఉపయోగించేవారు (ఇప్పటికీ ఉపయోగిస్తున్నారు).
నీటి సాంద్రత దాని ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాని, దీని సంబంధం ఒకే వరుసలో ఉండదు, చివరకు ఏకరూపంలో కూడా ఉండదు (కుడి వైపు పట్టిక చూడండి). గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద చల్లబడుతున్నప్పుడు ఇతర పదార్థాల వలే ద్రవరూప నీటి సాంద్రత పెరుగుతుంది. అయితే సరిగ్గా 4°C ఉష్ణోగ్రత వద్ద, నీరు దాని గరిష్ట సాంద్రతను చేరుకుంటుంది. వ్యాపించిన స్థితులలో అది మరింత చల్లబడే కొద్దీ, మరింత తక్కువ సాంద్రతకు చేరుకుంటుంది. ఈ అసాధారణ రుణ థెర్మల్ విస్తరణ బలమైన, ధోరణి ఆధారిత, అంతర అణు పరస్పర చర్యలకు దారితీస్తుంది మరియు మోల్టన్ సిలికాలో పరిశీలించబడుతుంది.[11]
చాలా పదార్థాల ఘన స్థితి, ద్రవ స్థితి కంటే దట్టంగా ఉంటుంది; అందుచేత, ఒక ఘన వస్తువు ద్రవంలో మునిగిపోతుంది. అయితే, దీనికి విరుద్ధంగా, సాధారణ మంచు దిమ్మె ద్రవరూప నీటిలో తేలియాడుతుంది, ద్రవరూప నీటి కంటే మంచు తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది. గడ్డ కట్టేటప్పుడు, మంచు సాంద్రత 9% తగ్గుతుంది.[12] దీనికి కారణం ఏమిటంటే ఇతర అణువు ప్రకంపనల చల్లదనం పరమాణువులను తమ సమీప పరమాణువులతో స్థిరమైన ఉదజని బంధాలును ఏర్పర్చడానికి అనుమతిస్తుంది. తద్వారా క్రమంగా మంచు Ihవద్ద గడ్డకట్టడానికి గాను సాధించబడిన షట్కోణ ప్యాకింగ్‌ను గుర్తుకు తెచ్చే స్థానాల వద్ద బంధించబడుతుంది. ఉదజని బంధాలు ద్రవంలో కంటే స్ఫటికరూపంలో తక్కువగా ఉంటాయి. ద్రవం కేంద్రకరూపాన్ని పొందుతున్నప్పుడు ఈ బంధన ప్రభావం అణువుల సగటు సమన్వయ సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది. గడ్డకట్టే సమయంలో వ్యాపించే ఇతర పదార్థాలు యాంటిమోనీ, బిస్ముత్, గాల్లియం, జెర్మేనియం, సిలికాన్, ఎసిటిక్ యాసిడ్,మరియు చతుష్ఫలక సమన్వయంతో పెద్ద స్పటిక ఆకృతులుగా ఏర్పడే ఇతర భాగాలు.
సాధారణంగా మాత్రమే షట్కోణ మంచు ద్రవం కంటే తక్కువ సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది. ఒత్తిడి పెరుగుతున్న స్థితిలో మంచు ద్రవరూప జలం కంటే ఎక్కువ సాంద్రతతో అధిక సాంద్రత కలిగిన రూపరహిత మంచు (HDA) మరియు అత్యధిక సాంద్రత కలిగిన రూపరహిత మంచు (VHDA) వంటి ఇతర అనేక బహురూప ఆకృతులలోకి పరివర్తన చెందుతుంది.
ఉష్ణోగ్రత పెరిగేకొద్దీ దానికనుగుణంగా నీరు వ్యాకోచిస్తుంది. ఆవిరి అయ్యే స్థితికి చేరుకున్నప్పుడు దాని సాంద్రత దాని అత్యధిక విలువకంటే 4% తగ్గిపోతుంది.
సాధారణ పీడన వద్ద మంచు కరిగే దశ 0°C (32°F, 273 K) మొదలవుతుంది, అయితే, ద్రవం యాంత్రికంగా అవరోధానికి గురికాకపోయినట్లయితే గడ్డకట్టకుండానే ఆ ఉష్ణోగ్రతకు తక్కువ స్థితిలోనే స్వచ్ఛమైన ద్రవరూపం జలం అతిశీతలం అవుతుంది. దాదాపుగా 231 K (−42°C) [13] వద్ద దాని సజాతీయ కేంద్రక స్థితికి కిందిదశలో అది ద్రవరూపంలోనే ఉంటుంది. సాధారణ షట్కోణ మంచు యొక్క కరిగే స్థితి, కొంచెం అధిక పీడనల వద్ద స్వల్పంగా తగ్గిపోతుంది, అయితే మంచు దాని బహురూపాలలోకి రూపాంతరం చెందుతున్నందువలన (పైన మంచు యొక్క స్పటిక స్థితి) చూడండి 209.9MPa (2,072atm), దాని కరిగే స్థితి అనేది పీడనతో గుర్తించదగినమేరకు పెరుగుతుంది, అంటే, 355K (82°C) వద్ద 2.216GPa (21,870atm) (మంచు VII[14] యొక్క మూడు రెట్ల స్థితికి చేరుతుంది).
సాధారణ మంచు యొక్క కరిగే స్థితిని తగ్గించడానికి ఒత్తిడిని గణనీయంగా పెంచవలసి ఉంటుంది --మంచు మీద ఉన్న ఐస్ స్కేటర్ ద్వారా సృష్టించబడిన పీడనం దాని కరిగే స్థితిని దాదాపుగా 0.09°C (0.16°F) వద్ద మాత్రమే తగ్గిస్తుంది.
నీటి యొక్క ఈ గుణాలు భూమి పర్యావరణ వ్యవస్థలో మఖ్యమైన ప్రభావఫలితాలను కలిగి ఉంటున్నాయి. 4°C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న నీరు, వాతావరణంలోని ఉష్ణోగ్రతతో నిమిత్తం లేకుండా ఎల్లప్పుడూ మంచినీటి సరస్సుల అడుగు భాగంలో పోగుపడుతుంది. నీరు, మంచు అనేవి వేడి[15] వద్ద పెద్దగా వాహకాలు కానందున (మంచి విద్యుద్బంధకాలు), చల్లటి, వెచ్చటి నీటిని కలగలిపి, చల్లబడటాన్ని వేగవంతం చేసే బలమైన ప్రవాహాల ద్వారా చిలకితే తప్ప, లోతైన సరస్సులు పూర్తిగా గడ్డకడతాయని చెప్పలేము. వెచ్చటి వాతావరణంలో, దిగువకు మునిగిపోవడానికి బదులుగా మంచు గడ్డలు తేలియాడతాయి, నీటి అడుగున అవి చాలా నిదానంగా మాత్రమే కరుగుతాయి. ఈ దృగంశం జలచరజీవుల ప్రాణాన్ని కాపాడవచ్చు.
నీటి సాంద్రత అనేది దాంట్లో కరిగిన లవణం మరియు ష్ణోగ్రతలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మంచు ఇప్పటికీ సముద్రాలమీద తేలియాడుతూ ఉంటుంది, లేకుంటే అవి దిగువనుంచి గడ్డగట్టిపోయి ఉండేవి. అయితే, సముద్రాలలోని ఉప్పు పదార్థం, గడ్డగట్టే స్థితిని 2 °Cల వరకు తగ్గిస్తుంది మరియు సాంద్రత యొక్క ఉష్ణోగ్రతను గరిష్టంగా నీరు గడ్డకట్టే స్థితికి తగ్గిస్తుంది. అందుకని, సముద్రపు నీటిలో, దిగువభాగంలోని శీతల జలం నీటి వ్యాకోచం ద్వారా నిరోధించ బడదు, ఎందుకంటే అది దాదాపుగా గడ్డకట్టే స్థితి వద్ద చల్లబడుతుంది. దాదాపుగా గడ్డ కట్టే స్థితిలో ఉన్న సముద్రాల శీతలజలం మునిగి పోవడం కొనసాగిస్తుంది. ఈ కారణంగా, ఆర్కిటిక్ మహాసముద్రం వద్ద ఉన్న శీతల జలం వంటి చోట అడుగుభాగంలో బతకడానికి ప్రయత్నించే ఏ ప్రాణి అయినా చలికాలంలో గడ్డ కట్టే మంచినీటి సరస్సులు మరియు నదుల దిగువ భాగంలోని ఉష్ణోగ్రత కంటే 4°C ఎక్కువ ఉన్న నీటిలో మాత్రమే సాధారణంగా బతుకుంటూంది.
ఉప్పు నీటి ఉపరితలం (−1.9°C సాధారణ లవణీయత సముద్రజలం, 3.5%) వద్ద గడ్డకట్టడం ప్రారంభిస్తున్నందువలన, ఏర్పడుతున్న మంచు తప్పనిసరిగా లవణ రహితంగా, స్వచ్ఛమైన నీటి మంచుకు దాదాపు సమానమైన సాంద్రత వద్ద ఉండాలి. ఉపరితలం మీద తేలియాడే ఈ మంచు మరియు "గడ్డ కట్టిన" ఉప్పు ద్రావణీయత మరియు దాని కింద ఉండే సముద్రజలం సాంద్రతతో ఉప్పునీరు తిరస్కరణ అని పిలువబడే ప్రక్రియలో జత కలుస్తాయి. ఉష్ణప్రసరణ ద్వారా మునిగే ఈ సాంద్ర లవణ జలం మరియు దాని స్థానంలో చేరే సముద్రజలం ఒకే ప్రక్రియను కలిగి ఉంటుంది. ఇది స్వచ్ఛమైన మంచును ఉపరితలంపై −1.9°C వద్ద తప్పనిసరిగా ఉండేలా చేస్తుంది. ఏర్పడిన మంచు కింద ఉన్న పెరిగిన సముద్రజల సాంద్రత దాన్ని అడుగుభాగంవైపు మునిగేలా చేస్తుంది. విస్తృతస్థాయిలో, ఉప్పునీటి తిరస్కరణ మరియు మునుగుతున్న శీతల లవణ జలం అనేవి అలాంటి నీటిని ధ్రువప్రాంతం నుంచి దూరంగా తీసుకుపోయే సముద్ర ప్రవాహాలను సృష్టిస్తాయి. గ్లోబల్ వార్మింగ్ యొక్క ఒక ప్రమాదకరమైన పరిణామం ఏమిటంటే, ఆర్కిటిక్ మంచు కరిగిపోవడం వల్ల ఈ జలప్రవాహాలు కూడా తగ్గిపోయి, సమీపంలోని, సుదూరంలోని వాతావరణాలపై కనీవినీ ఎరుగని ఫలితాలను కలిగిస్తాయి.
నీరు అనేక ద్రవాలతో కలిసివుంటుంది, ఉదాహరణకు, అన్ని నిష్పత్తులలో ఎథనాల్ అనేది ఒకే సజాతీయ ద్రవంగా ఏర్పడుతుంది. ఇంకా నీరు మరియు అనేక నూనెలు కలవవు, పైనుంచి సాంద్రతను పెంచడానికి అనుగుణంగా ఇవి సాధారణంగా పొరలుగా ఏర్పడుతుంటాయి.
ఒక వాయువుగా, నీటి ఆవిరి గాలిలో పూర్తిగా కలిసిపోతుంది. మరోవైపున నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం (లేదా ఘనం)తో ఉష్ణ గతి శాస్త్ర నియమం ప్రకారం స్థిరంగా ఉండే గరిష్ఠ నీటి ఆవిరి పీడనం మొత్తం వాతావరణ పీడనంతో పోలిస్తే సాపేక్షికంగా తక్కువగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఆవిరి పాక్షిక పీడనం [16] వాతావరణం పీడనంలో 2%గా ఉండి, గాలి 25°C చల్లబడుతున్నట్లయితే, మంచు బిందువు, మరియు పొగమంచును నిర్వచించడం లేదా మంచును సృష్టించడాన్ని నిర్ణయించడం ద్వారా 22°C వద్ద మొదలయ్యే నీరు కుదించబడుతుంది. ఉదయపు పొగ మంచును మండిచండంలో వ్యతిరేక ప్రక్రియ లెక్కించబడుతుంది. వేడి తుంపర లేదా తొట్టిని పనిచేయించడం ద్వారా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆర్ద్రతను పెంచితే, ఉష్ణోగ్రత అదే బిందువు వద్ద ఉన్నట్లయితే, కొద్దిసమయంలోనే ఆవిరి స్థితి మార్పుకోసం అవసరమైన పీడనకు చేరుతుంది మరియు ఆవిరిగా కుదించబడుతుంది. గాలిలోని నీటి ఆవిరి పీడనం (ద్రవ) జలం కారణంగా ఆవిరి పీడనంతో సమానంగా ఉన్నప్పుడు, ఈ నేపథ్యంలో వాయువు అనేది సంతృప్త లేదా 100% సాపేక్ష తేమగా ప్రస్తావించబడుతుంది; సంతృప్త వాయువు తాకినప్పుడు, నీరు (లేదా తగినంత చల్లబడినట్లయితే మంచు) ఆవిరి కావడం ద్వారా ద్రవరాశిని కోల్పోవడంలో విఫలమవుతుంది. గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణం తక్కువగా ఉన్న కారణంగా, సాపేక్ష తేమ, సంతృప్త పాక్షిక ఆవిరి పీడనకు అనుగుణమైన నీటి ఆవిరి కారణంగా పాక్షిక పీడన నిష్పత్తి చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. సాపేక్ష తేమకంటే 100% ఎక్కువగా ఉన్న నీటి ఆవిరి పీడనం అత్యంత-సంతృప్త</i>గా పిలువబడుతుంది మరియు గాలి వేగంగా చల్లబడినప్పుడు అంటే ఉన్నట్లుండి వాయు ప్రవాహం ఊర్ధ్వ దిశలో పెరిగినప్పుడు ఇలాంటిది సంభవిస్తుంది.[17]
నీటి సంపీడనత్వం అనేది పీడన మరియు ఉష్ణోగ్రతల చర్యగా చెప్పవచ్చు. శూన్య పీడనం పరిమితిలో 0°C వద్ద సంపీడనత్వం 5.1×10−10Pa−1.[19] శూన్య పీడన పరిమితిలో సంపీడనత్వం, ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతున్నందువల్ల తిరిగి పెరగడానికి ముందు 45°C వద్ద 4.4×10−10Pa−1 కనిష్ఠ స్థాయికి చేరుకుంటుంది. పీడనం పెరిగే కొద్దీ సంపీడనత్వం 0°C మరియు 100 MPa వద్ద 3.9×10−10Pa−1 పెరుగుతుంది. నీటియొక్క బహుళ సాహచర్యం 2.2 GPa.[20] వాయువులు కానివాటి, మరియు ప్రత్యేకించి నీటి యొక్క అల్ప సంపీడనత్వం, తరచుగా వాటి సంపీడనత్వంలోకి చేరుకుంటాయి. నీటి అల్ప సంపీడనత్వం అంటే పీడనం 40 MPaల వరకు ఉండే 4 కిలోమీటర్ల లోతు గల సముద్రాలలో కూడా, కేవలం 1.8% తగ్గుదల మాత్రమే ఉంటుంది.
ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడన వద్ద ఘన, ద్రవ, మరియు వాయురూప నీరు సమతుల్య స్థితిలో కలిసి ఉండడాన్ని నీటి త్రివిధ బిందువు అని పిలుస్తారు. ఈ బిందువు ఉష్ణోగ్రత యూనిట్లు ( కెల్విన్, ఉష్ణ గతి శాస్త్ర ఉష్ణోగ్రత యొక్క SI యూనిట్‌లను, పరోక్షంగా, డిగ్రీ సెల్సియస్‌ను, చివరకు డిగ్రీ ఫారన్‌హీట్)లను కూడా నిర్వచిస్తుంది. దీని ఫలితంగా, నీటి త్రివిధ బిందు ఉష్ణోగ్రత దాని కొలత పరిమాణం కంటే సూచిత విలువగా ఉంటుంది.సాంప్రదాయకంగా మూడో బిందువు 273.16 K (0.01°C) ఉష్ణోగ్రత వద్ద 611.73 Pa పీడనంతో ఉంటుంది. సాధారణ సముద్ర మట్టానికి 101,325 Pa భారమితీయ పీడనం వద్ద ఈ పీడనం ఓ మేరకు స్వల్పంగానే ఉంటుంది. అంగారక గ్రహం వద్ద వాతావరణ ఉపరితల పీడనం గుర్తించదగిన స్థాయిలో మూడో బిందువు పీడనానికి దగ్గిరగా ఉంటుంది, మరియు వాతావరణ పీడనం జీరో-ఎలివేషన్ లేదా అంగారక గ్రహ సముద్రమట్టం అనేది నీటియొక్క మూడో బిందువుకు అనుగుణంగా ఉండే ఎత్తువద్ద నిర్వచించబడుతుంది.
ఇది "నీటి మూడో బిందువు" లాగా పిలువబడినప్పటికీ, ద్రవజలం యొక్క స్థిర సమ్మేళనం, మంచు I, మరియు నీటి ఆవిరి అనేవి నీటి యొక్క స్థితి డయాగ్రమ్ లోని అనేక త్రివిధ బిందువులలో ఒకటిగా ఉంటాయి. గాటింజెన్ నివాసి గుస్తావ్ హెన్రిచ్ జోహన్ అప్పోలోన్ తమ్మాన్ 20వ శతాబ్ది ప్రారంభంలో పలు ఇతర త్రివిద బిందువులలోని డేటాను తయారు చేశారు. కాంబ్ మరియు ఇతరులు 1960లలో మరిన్ని త్రివిధ బిందువులను నమోదు చేశారు.[21][22][23]
అయాన్లు లేని స్వచ్ఛమైన జలం అద్భుతమైన ఇన్సులేటర్‌గా ఉంటుంది కానీ, అయాన్లు లేకుండా చేసిన నీరు కూడా పూర్తిగా అయాన్లు లేకుండా ఉండదు. నీరు ద్రవస్థితిలో స్వయం-అయానీకరణకు గురవుతుంది. పైగా, నీరు చక్కటి కరిగెడు గుణం కలిగి ఉంటుంది కనుక, అది ఎప్పటికీ తనలో కొంత కరిగే పదార్ధాన్ని కలిగి ఉంటుంది, చాలా తరచుగా ఉప్పును కలిగి ఉంటుంది. నీరు అలాంటి స్వచ్ఛరహితమైన దాన్ని స్వల్పస్థాయిలో అయినా కలిగి ఉన్నట్లయితే, అప్పుడు అది విద్యుత్తును సిద్ధంగా నిర్వహిస్తుంది, స్వచ్ఛరహితాలైన ఉప్పు వంటివి విద్యుత్ ప్రవాహం ఫ్రవహించగల జలసంబంధ సొల్యూషన్‌లో ఉచిత అయాన్‌లలోకి విడిపోతాయి.
సూత్రరీత్యా నీటి గరిష్ఠ విద్యుత్ నిరోధకత దాదాపుగా 182 kΩ·m 25°C వద్ద ఉంటుందని తెలుసు. ఈ సంఖ్య రివర్స్ ఓస్మోసిస్, అల్ట్రా ఫిల్టర్ మరియు అయోన్లు లేని అల్ట్రా-ప్యూర్ వాటర్ సిస్టమ్‌లతో చక్కగా ఏకీభవిస్తుంది, ఉదాహరణకు సెమీ కండెక్టర్ తయారీ కర్మాగారాలు. అల్ట్రా-ప్యూర్ వాటర్‌లో ట్రిలియన్(ppt)కి 100 భాగాలను మించిపోయే ఉప్పు లేదా ఆసిడ్ మలినకారత స్థాయి దాని నిరోధకత స్థాయిని గుర్తించదగిన మేరకు అంటే పలు కిలోహెమ్-మీటర్లు (లేదా మీటరుకు వందలాది నానోసిమెన్స్ వరకు తగ్గించండం ప్రారంభిస్తుంది.)
నీటియొక్క స్వల్ప ఎలెక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ అనేది హైడ్రోజెన్ క్లోరైడ్ లేదా ఏదైనా ఉప్పు వంటి తక్కువ పరిమాణంలోని అయోనిక్ వస్తువుల కరిగే స్వభావాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది. అందుచేత మలినగుణాలు కలిగిన నీటిలో విద్యున్మరణం వంటి ప్రమాదాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి. ఇదేమంత ప్రయోజనకరమైంది కాదు. అయితే, మానవ శరీరం కంటే నీరు ఉత్తమ వాహకంగా మారిన స్థితికి మలినగుణాలు పెరిగినప్పుడు విద్యున్మరణ ప్రమాదం తగ్గే అవకాశం ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, సముద్రపు నీటిలో విద్యున్మరణ ప్రమాదం స్వచ్ఛమైన నీటిలో కంటే తక్కువగా ఉండవచ్చు, ఎందుకంటే ప్రత్యేకించి సాధారణ ఉప్పు వంటి అధికస్థాయి మలినగుణాలను సముద్రం కలిగి ఉంటుంది. ప్రధాన ప్రవాహ మార్గం ఉత్తమ వాహకంకోసం చూస్తుంది.
నీటిలో గమనించిన విద్యుత్ వాహకం అయోన్ల ఖనిజ లవణాలు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ వంటివి కరిగి ఉన్న ఫలితమే. కార్బన్ డయాక్సైడ్ నీటిలో కార్పొనేట్ అయోన్లను రూపొందిస్తుంది. నీరు స్వయం-అయోనీకరణకు గురవుతుంది.దీంట్లో రెండు నీటి అణువులు ఒక హైడ్రాక్సైడ్ అనియోన్ మరియు ఒక హైడ్రోనియన్ కేషన్‌లను రూపొందిస్తుంది కానీ చాలా కార్యకలాపాలలో పనిచేయడానికి లేదా హాని కలిగించడానికి అవసరమైన విద్యుత్ ప్రవాహంని కలిగి ఉండదు. స్వచ్ఛమైన నీటిలో, సున్నితమైన సామగ్రి 25°C వద్ద 0.055 µS/cmతో స్వల్ప విద్యుత్ వాహకత్వంను కనుగొంటుంది. నీరు ఆక్సిజన్, ఉదజనిగా విద్యుదీకరణ చెందుతుంది కాని, తక్కువ విద్యుత్ నిర్వహించబడటం చేత, కరిగిపోయిన అయోన్ల గైర్హాజరీలో ఇది చాలా నిదాన ప్రక్రియను తీసుకుంటుంది. ఎలక్ట్రాన్‌లు నీటిలో (మరియు లోహలు)లో ప్రాథమిక ఛార్జ్ వాహకాలు కాగా, మంచులో ప్రాథమిక చార్జ్ వాహకాలుగా ప్రొటానులు ఉంటాయి. (చూడండి ప్రొటాన్ కండక్టర్).
నీరు విద్యుత్ ప్రవాహాలను పంపించడం ద్వారా తనలోని ప్రాథమిక మూలకాలైన ఉదజని, ఆక్సిజన్‌లలోకి విడిపోగలదు. ఈ ప్రక్రియను విద్యుద్విశ్లేషణ అని పిలుస్తారు. నీటి అణువులు సహజంగానే H+ మరియు OH− అయాన్లుగా విడిపోగలవు, ఇవి వరుసగా కేథోడ్ మరియు యానోడ్ల వైపు ఆకర్షించబడగలవు. కేథోడ్ వద్ద, రెండు H+ అయాన్లు ఎలెక్ట్రాన్‌లను తీసుకుని H 2 వాయువును ఏర్పరుస్తాయి. యానోడ్ వద్ద, నాలుగు OH− అయాన్లు కలిసి O 2 వాయువును, అణు జలాన్ని, నాలుగు ఎలెక్ట్రాన్‌లను విడుదల చేస్తాయి. వాయువులు పోగయినప్పుడు, ఉపరితలంపై నీటిబుడగలను ఏర్పరుస్తాయి. నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ కేంద్రం యొక్క ప్రామాణిక సామర్థ్యత 25°C వద్ద 1.23 V గా ఉంటుంది.
వీటియొక్క ముఖ్యమైన అంశం దాని ధ్రువ స్వభావం. నీటి అణువు మొన భాగంలో ఉదజని పరమాణువులతో, శీర్షంపై ఆక్సిజన్ పరమాణువులతో కూడిన కోణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఆక్సిజన్, ఉదజని కంటే ఎక్కువ ఎలెక్ట్రోరుణాత్మకతను కలిగి ఉంటుంది, ఆక్సిజన్ పరమాణువుతో అణువు పక్షం పాక్షిక రుణాత్మక ఛార్జ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అటువంటి ఛార్జ్ వ్యత్యాసంతో కూడిన వస్తువును ద్విధ్రువం అని పిలుస్తారు. ఛార్జి వ్యత్యాసాల వలన నీటి అణువులు పరస్పరం మరియు ఇతర ధ్రువ అణువులవైపుకు (సాపేక్షికంగా ధనాత్మక ప్రాంతాలు సాపేక్షికంగా రుణాత్మక ప్రాంతాల వైపు ఆకర్షించబడతాయి) ఆకర్షించుకుంటాయి. ఈ ఆకర్షణ ఉదజని బందనానికి దోహదం చేస్తుంది మరియు కరిగెడి చర్య వంటి అనేక నీటి గుణాలను వివరిస్తుంది. నీరు పైనుంచి సన్నటి ధారగా పడే పాయకు (ఉదా, కుళాయి మూతనుంచి) సమీపంగా విద్యుత్ ఛార్జికి గురయిన వస్తువు (దువ్విన తర్వాత దువ్వెన ఉన్న స్థితి) ను నొక్కి పట్టుకోవడం ద్వారా నీటి ద్విధ్రువ స్వభావం ప్రదర్శించబడుతుంది, దీనిద్వారా ఛార్జికి గురయిన వస్తువు వేవుగా నీటిపాయ ఆకర్షించబడుతుంది.
ఒక నీటి అణువు గరిష్ఠంగా నాలుగు ఉదజని బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి, ఎందుకంటే ఇది రెండింటిని ఆమోదిస్తుంది మరియు రెండు ఉదజని పరమాణువులను ప్రదానం చేస్తుంది. ఉదజని ప్లోరైడ్, అమ్మోనియా మెథనాల్ వంటి ఇతర అణువులు ఉదజని బంధనాలను ఏర్పరుస్తాయి కాని, అవి ఉష్ణగతి శాస్త్రపు, గతిశక్తి అసంగత స్వభావాన్ని లేదా నీటిలో కనిపించే వ్యవస్థీకృత గుణాలను ప్రదర్శించవు. ఉదజనిలను ప్రదానం చేయడం/ఆమోదించడంలేక పోవడం లేదా బహుళ వ్యర్థాలలో అమరిక ప్రభావాల కారణంగా నీటికి విడిగా ఏ ఉదజని బంధన అణువులు కూడా నాలుగు ఉదజన బంధనాలను ఏర్పర్చలేవు అనే వాస్తవంలోనే నీటికి, ఇతర ఉదజని బంధన ద్రవాల మధ్య స్పష్టమైన వ్యత్యాసానికి సమాధానం ఉంది. నీటిలో స్థానిక చతుష్పలక క్రమం నాలుగు ఉదజని బంధాల కారణంగా ఓ బహిరంగ నిర్మాణం మరియు ఒక 3-డైమెన్షనల్ బంధన యంత్రాంగం పెరిగేందుకు వీలిస్తుంది, దీని ఫలితంగా 4°C కి దిగువన చల్లబర్చినప్పుడు సాంద్రత క్రమరహితంగా తగ్గిపోతుంది.
నీటి అణువులోపల సమయోజనీయ బంధనాలతో పోల్చి చూసినప్పుడు ఉదజని బంధం సాపేక్షికంగా బలహీన ఆకర్షణను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇది అనేక నీటి భౌతిక గుణాలకు కారణమవుతుంది. అటువంటి ఒక గుణం ఏమిటంటే దాని సాపేక్ష అధిక కరిగెడి మరియు మరిగెడి స్థానం ఉష్ణోగ్రతలు; అణువుల మధ్య ఉదజని బంధనాలను విడగొట్టడానికి మరింత శక్తి అవసరమవుతుంది. చాలా తక్కువ బలహీనమైన ఉజదని బందం కలిగి ఉండే ఒకేవిధమైన సమ్మేళన హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ (H 2S), నీటి యొక్క రెట్టింపు అణు ద్రవ్యరాశిని కలిగినప్పటికీ అది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక వాయువు. నీటి అణువుల మధ్య అదనపు బంధం ద్రవరూప జలానికి భారీ నిర్దిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని కూడా ఇస్తుంది. ఈ అధిక ఉష్ణ సామర్థ్యత నీటిని ఓ చక్కటి ఉష్ణ నిల్వ మాద్యమంగానూ (శీతలకారి), మరియు ఉష్ణ కవచంగానూ మలుస్తుంది.
నీరు కనిపించే కాంతి, సమీప అతినీలలోహిత కాంతి, మరియు సుదూర-అరుణ కాంతికి సాపేక్షికంగా పారదర్శకంగా ఉంటుంది కాని, ఇది చాలావరకు అతినీలలోహిత కాంతి, పరారుణ కాంతి, మరియు మైక్రోవేవ్‌లను అది గ్రహిస్తుంది. అనేక ఫోటోరెసెప్టర్లు మరియు ఫోటోసింథటిక్ పిగ్మెంట్లు నీటి ద్వారా చక్కగా పరివర్తించబడే కాంతి వర్ణపట విభాగాన్ని ఉపయోగించుకుంటాయి. మైక్రోవేవ్ ఓవెన్స్ ఆహార పదార్థాలలోని నీటిని వేడి చేయడానికి నీటికి ఉన్న మైక్రోవేవ్ ధార్మికత అపారదర్శకత ప్రయోజనాన్ని స్వీకరిస్తాయి. కనిపించే వర్ణపటం యొక్క ఎరుపు చివరలోని శోషణ యొక్క బలహీన ఆరంభం నీటిని దాని అంతర్గత నీలి రంగుకు దారితీస్తుంది. (చూడండి నీటి రంగు).
నీరు దాని ధ్రువం) కారణంగా తనకుతానుగా (సంయోగానికి) అంటుకుని ఉంటుంది. తనకున్న ధ్రువ స్వభావం కారణంగా నీరు అధిక సంశ్లేషణ గుణాలను కలిగి ఉంది. స్వచ్ఛమైన/మృదువైన గ్లాసులోని నీటిపై పలుచటి పొర ఏర్పడవచ్చు, ఎందుకంటే గ్లాసు మరియు నీటి అణువుల (సంశ్లేషణ శక్తులు) మధ్య అణు సంబంధిత శక్తులు బంధన శక్తుల కంటే బలంగా ఉంటాయి. జీవ కణాలు మరియు కణాంగాలలో, నీరు మెంబ్రేన్ మరియు జలపరాగ సంపర్కం కల ప్రొటీన్‌ ఉపరితలాలతో సంబంధంలో ఉంటుంది; అంటే నీటికి బాగా ఆకర్షించబడే ఉపరితలాలు. ఇర్వింగ్ లాంగ్‌ముయిర్ జలపరాగ ఉపరితలాల మధ్య బలమైన వికర్షణ బలం ఉన్నట్లు గమనించాడు. నిర్జలీకరణ జలపరాగ ఉపరితలాలకు--ఆర్ద్రీకరణ నీటి పొరలను గట్టిగా పట్టి ఉంచిన పొరలను తొలగించడానికి--ఆర్ద్రీకరణ శక్తులుగా పిలుస్తున్న ఈ శక్తులకు వ్యతిరేకంగా దృఢ చర్య అవసరమవుతుంది. ఈ శక్తులు చాలా పెద్దవే అయినప్పటికీ, ఒక నానోమీటర్ లేదా అంతకంటే తక్కువగా శరవేగంగా తగ్గిపోతుంటాయి. ప్రత్యేకించి కణాలు పొడి వాతావరణాలకు లేదా అత్యంత శీతలీకరణకు గురై నిర్జలీకరణ పాలై ఉన్నప్పుడు, ఇవి జీవశాస్త్రంలో చాలా ముఖ్యమైనవి.[24]
నీరు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 72.8mN/m యొక్క అత్యధిక ఉపరితల ఒత్తిడిని కలిగి ఉంది. నీటి అణువులకు, అత్యధిక లోహేతర ద్రవాలకు మధ్య బలమైన సంయోగం దీనికి కారణం. తక్కువ పరిమాణాలలోని నీరు పోలీఎథీలిన్ లేదా టెఫ్లోన్ వంటి శోషణోష్ణ-రహిత (నాన్-అడ్‌సోర్బెంట్ మరియు నాన్-అబ్‌సోర్బెంట్) ఉపరితలంలో ఉంచబడినప్పుడు ఇది కనబడుతుంది, మరియు నీరు బిందువులుగా కలిసి ఉంటుంది. ప్రాధాన్యతకు అనుగుణంగా, ఉపరితలం అవరోధాలలో చిక్కుకున్న వాయువు నీటిబుడగలను ఏర్పరుస్తుంది, కొన్నిసార్లు వాయు అణువులను నీరుగా మార్చడానికి అవసరమైనంత కాలం ఉంటుంది.
మరొక ఉపరితల ఒత్తిడి ప్రభావం ఏమిటంటే సామర్థ్యతా తరంగం, ఇవి నీటి ఉపరితలాలపై బిందువుల ప్రభావాల చుట్టూ ఏర్పడే ఉపరితల తరంగాలు, కొన్నిసార్లు నీటి ఉపరితలం వైపు ప్రవహించే బలమైన ఉప ఉపరితల ప్రవాహాల కారణంగా ఇవి సంభవిస్తాయి. ఉపరితల ఒత్తిడి ద్వారా ఏర్పడిన స్పష్టంగా కనిపించే వ్యాకోచత్వం తరంగాలను నడుపుతుంది.
సంశ్లేషణ మరియు ఉపరితల ఒత్తిడి యొక్క అంతర్గత శక్తుల కారణంగా, నీరు సామర్థ్య చర్యను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇక్కడ నీరు గురుత్వాకర్షణ శక్తికి వ్యతిరేకంగా సన్నటి నాళికలో పైకి పెరుగుతుంది. నీరు నాళిక లోపలి గోడలకు అంటిపెట్టుకుంటుంది మరియు ఉపరితల ఒత్తిడి ఉపరితలాన్ని బారుగా చేస్తుంది దీనివల్ల ఉపరితలం పైకి పెరిగి సంయోగం ద్వారా నీరు లాగబడుతుంది. గురుత్వ శక్తి సంశ్లేషణ శక్తులను సమతుల్యం చేయడానికి తగిన నీరు ఉండేంతవరకు నీరు గొట్టంలో ప్రవహిస్తున్నందున ఈ ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది.
ఉపరితల ఒత్తిడి మరియు సామర్థ్య చర్య అనేవి జీవశాస్త్రంలో చాలా ముఖ్యమైనవి. ఉదాహరణకు, నీరు మొక్కల రెమ్మలకు గ్జిలెమ్ ద్వారా తీసుకుపోబడినప్పుడు, బలమైన అంతర్గత అణు ఆకర్షణలు (సంయోగం) నీటి బారును పట్టి ఉంచి, బంకలాగా అంటుకునే గుణాలు నీటి జోడింపును గ్జిలెమ్‌కు కలిపి ఉంచుతాయి మరియు పరివర్తిత పుల్ వల్ల కలిగిన ఒత్తిడి ప్రభావాన్ని నిరోధిస్తుంది.
దాని ధ్రువణత కారణంగా నీరును కూడా ఒక మంచి ద్రావకంగా చెప్పవచ్చు. నీటిలో (ఉదా. ఉప్పులు) బాగా కలుపబడిన, కరిగిపోయిన పదార్థాలను హైడ్రోపోలిక్ ("నీటిని ఇష్టపడే") పదార్థాలుగా పిలుస్తున్నారు, మరోవైపు నీటిలో సరిగా కలవని పదార్థాలు (ఉదా. కొవ్వులు మరియు నూనెలు) వంటివి, హైడ్రోపోలిక్ ("నీటిని వ్యతిరేకించే") పదార్థాలుగా పిలుస్తున్నారు. నీటిలో కరిగిపోవడంలో పదార్థ సామర్థ్యం నీటి అణువులు ఇతర నీటి అణువుల మధ్య ఏర్పర్చిన బలమైన ఆకర్షక శక్తులుతో పదార్థం సరిపోలుతుందా లేదా ఇంకా ఉత్తమంగా ఉంటుందా అనే అంశం ఆధారంగా నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ బలమైన అంతర్గత అణు బలాలను అధిగమించడానికి అనుమతించని గుణాలను పదార్దం కలిగి ఉన్నట్లయితే, అణువులు నీటినుంచి "వైదొలిగిపోతాయి" మరియు అవి కరిగిపోవు. సాధారణంగా ఉన్న తప్పుడు భావనకు భిన్నంగా, నీరు, హైడ్రోఫోబిక్ పదార్థాలు వికర్షించబడవు, మరియు హైడ్రోఫోబిక్ ఉపరితలం యొక్క ఆర్ద్రీకరణం శక్తివంతంగా ఉంటుంది కాని అనుకూలంగా మాత్రం ఉండదు.
అయోన్ సంబంధిత లేదా ధ్రువ సమ్మేళనం నీటిలో చేరినప్పుడు, అది నీటి అణువుల (జలీకరణం) ద్వారా చుట్టుముట్టబడుతుంది. సాపేక్షికంగా చిన్న పరిమాణంలో ఉండే నీటి అణువులు సాధారణంగా ఒక కరిగెడి అణువు చుట్టూ చేరడానికి పలు నీటి అణువులను అనుమతిస్తుంది. నీటి యొక్క సాపేక్ష రుణాత్మక ద్విధ్రువ కొసలు కరిగెడి పదార్థపు ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ అయ్యే భాగాలవైపు ఆకర్షించబడతాయి. మరియు ధనాత్మక ద్విధ్రువ కొసల విషయంలోనూ ఇలాగే జరుగుతుంది.
సాధారణంగా, ఆసిడ్లు, ఆల్కహాల్, మరియు ఉప్పులు వంటి అయోనిక్ మరియు ధ్రువ పదార్థాలు సాపేక్షికంగా నీటిలో కరుగుతాయి, కొవ్వు మరియు నూనెలు వంటి ధ్రువేతర పదార్థాలు కరగవు. ధ్రువేతర అణువులు నీటిలో కలిసి ఉంటాయి, ఎందుకంటే ధ్రువేతర అణువులతో కూడిన వాన్ డెర్ వాల్స్ పరస్పర చర్యలుతో వ్యవహరించడం కంటే నీటి అణువు ఉదజని బందంగా మారటం మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.
ఒక అయోనిక్ ద్రావణికి ఉదాహరణ టేబుల్ సాల్ట్; సోడియం క్లోరైడ్, ఎన్ఎసిఐలు, నీటి అణువులచే చుట్టుముట్టబడిన Na+ కేటాన్లు మరియు Cl− ఆనియన్లుగా విడిపోతాయి. అయోన్‌లు తర్వాత వాటి క్రిస్టలైన్ లాట్టీస్లు ద్రావణిగా మారడం నుంచి సులభంగా రవాణా చేయబడతాయి. అయోనేతర ద్రావణికి ఉదాహరణ టేబుల్ షుగర్. నీటి ద్విధ్రువాలు ఉదజని బంధాలను చక్కెర అణువు (OH గ్రూప్‌లు) యొక్క ధ్రువ ప్రాంతాలతో తయారుచేస్తాయి మరియు దాన్ని ద్రావణికి దూరంగా పోవడానికి అనుమతిస్తాయి.
రసాయనికంగా నీరు ద్విస్వభావయుతం: ఇది యాసిడ్ లేదా రసాయనికి ప్రతిచర్యలలో పునాదిగా పనిచేస్తుంది. బ్రాన్‌స్టెడ్-లౌరీ నిర్వచనం ప్రకారం, యాసిడ్ అనేది ప్రతిచర్యలో ఒక ప్రొటాన్‌ను (a H+ అయోన్), ప్రొటాన్‌ను స్వీకరించే దాని పునాదిని ప్రదానం చేసే ఒక జీవజాతి. శక్తివంతమైన యాసిడ్‌తో వ్యవహరించేటప్పుడు, నీరు ఒక పునాదిగా పనిచేస్తుంది; శక్తివంతమైన పునాదితో వ్యవహరించేటప్పుడు, ఇది యాసిడ్‌గా పనిచేస్తుంది. ఉదాహరణకు, నీరు హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ ఏర్పడేటప్పుడు HCl నుంచి H+ అయాన్‌ను స్వీకరిస్తుంది:
HCl (యాసిడ్) + H 2O (పునాది) ⇌ H 3O+ + Cl−
అమ్మోనియా, NH 3,తో ప్రతిచర్యలో, నీరు ఒక H+ అయాన్‌ను ప్రధానం చేస్తుంది, అందుచేత అది యాసిడ్‌లా పనిచేస్తుంది:
NH 3 (పునాది) + H 2O (యాసిడ్) ⇌ NH+ 4 + OH−
ఎందుకంటే నీటిలోని ఆక్సిజన్ అణువు రెండు అయోన్ల జతలను కలిగి ఉంటుంది, ఎలెక్ట్రాన్ పెయిర్ ప్రదాతలు మరియు నీటియొక్క ఉదజని పరమాణువుల మధ్య ఉదజని బంధాలను ఏర్పర్చడం ద్వారా అది లెవిస్ పునాదులతో ప్రతిస్పందించగలిగినా, లెవిస్ యాసిడ్తో ప్రతిచర్యలతో నీరు తరచుగా లెవిస్ బేస్, లేదా ఎలెక్ట్రాన్ జత ప్రదాతలాగా పనిచేస్తుంది. హెచ్ఎస్ఎబి సిద్దాంతం నీటిని బలహీనమైన గట్టి యాసిడ్‌గాను మరియు బలహీనమైన హార్డ్ పునాదిలా రెండింటిలా వర్ణిస్తుంది. అంటే ఇది ఇతర కఠిన జీవజాతులతో ప్రాధాన్యపరంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది.
H+ (లెవిస్ యాసిడ్) + H 2O (లెవిస్ బేస్) → H 3O+
Fe3+ (లెవిస్ యాసిడ్) + H 2O (లెవిస్ బేస్) → Fe(H 2O)3+ 6
Cl− (లెవిస్ బేస్) + H 2O (లెవిస్ యాసిడ్) → Cl(H 2O)− 6
బలహీనమైన యాసిడ్ లేదా బలహీనమైన పునాది యొక్క ఉప్పు నీటిలో కరిగిపోయినప్పుడు, నీరు పాక్షికంగా ఉప్పును జలీకరణం చేస్తుంది, సంబంధిత బేస్ లేదా యాసిడ్‌ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది సోప్ మరియు బేకింగ్ సోడాలకు వాటి ప్రాథమిక పిహెచ్ యొక్ సజల పరిష్కారాలను అందిస్తుంది:
Na 2CO 3 + H 2O ⇌ ఎన్ఎఓహెచ్ + NaHCO 3
నీటి యొక్క లెవిస్ మూల స్వభావం దాన్ని కరిగెడి అయోన్లనుంచి మొదలుకుని, Fe(H 2O)3+ 6,కు ఫెరెనిక్ యాసిడ్ వరకు, పరివర్తనా లోహం సంకీర్ణాలలో ఒక సాధారణ లిగాండ్‌గా చేస్తుంది. ఇది ఒక రెనీయమ్ పరమాణువునుంచి CoCl 2·6H 2O వంటి వివిధ ఘన హైడ్రేట్‌లు వరకు సమన్వయం చేసే రెండు నీటి పరమాణువులను కలిగివుంటుంది. నీరు ఒక మోనోడెంటేట్ లిగాండ్, ఇది కేంద్ర పరమాణువుతో ఒక బంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
ఒక కఠిన మూలం లాగా, నీరు సేంద్రియ కర్బనీకరణలతో వ్యవహరిస్తుంది. ఉదా. జలీకరణ ప్రతిచర్య లో, ఒక హైడ్రాక్సిల్ గ్రూప్(OH− ) ఆల్కహాల్‌లో వలె ఒక యాసిడ్ ప్రొటాన్ కార్బన్-కార్బన్ ద్వి బంధంలో కలిసి ఉండే రెండు కర్బన పరమాణువులకు జోడించ బడుతుంది. ఒక సేంద్రియ పరమాణువుకు నీటిని కలిపినప్పుడు పరమాణువును రెండుగా విభజిస్తుంది. జలీకరణ సంభవిస్తుంది. జలీకరణకు చక్కటి ఉదాహరణలు కొవ్వు పదార్థాల సర్ణికీకరణ మరియు ప్రొటీన్ల జీర్ణక్రియ మరియు పోలిశాక్షారైడ్స్. నీరు ప్రత్యామ్నాయాలుN2 లో మరియు E2 నిర్మూలనలలో లీవింగ్ గ్రూప్గా ఉంటుంది. వీటిలో చివరిదాన్ని నిర్జలీకరణ ప్రతిచర్య అని పిలుస్తారు.
స్వచ్ఛమైన జలం హైడ్రోనియం (H 3O+ ) లేదా ఉదజని (H+ ) అయోన్‌లకు సమానమైన హైడ్రాక్సైడ్ అయోన్ల సాంద్రీకరణ, ఇది 298 కె వద్ద pHని అందిస్తుంది. వాస్తవంగా, స్వచ్ఛమైన జలాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం చాలా కష్టం. వాయువుతో కలిసిన నీరు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను విడదీసి, pHని 5.7కి పరిమితం చేస్తూ ఒక కర్బన యాసిడ్ కరిగెడి సొల్యూషన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. మేఘం వాతావరణంలో బిందురూపాలను దాల్చి, వర్ష బిందువులు గాల్లో కురుస్తున్నప్పుడు CO 2 చిన్న తుంపరలు పీల్చుకోబడతాయి అందుచేత వర్షంలో చాలా భాగం ఆమ్లరూపంలో ఉంటుంది. నత్రజని మరియు గంధకికామ్లం గాల్లో పెద్ద ఎత్తున ఉన్నప్పుడు, అవి కూడా మేఘంలో కలిసిపోతాయి మరియు వానచుక్కలు ఆమ్ల వర్షాలు కురిపిస్తాయి.
నీరు ఆమ్లీకరణ స్థితి +1 రూపంలో ఉదజనిని, అమ్లీకరణ స్థితి-2 రూపంలోని ఆక్సిజన్‌ని కలిగివుంటుంది. అందుచేత, హైడ్రిడేట్‌లు, ఆల్కలి వంటి తక్కువ సామర్థ్యం H+ /H 2 ఉన్న తగ్గింపు సామర్థ్యం గల రసాయనాలను మరియు ( బెరీలియం) ను మినహాయించి, అల్కలైన్ ఎర్త్ లోహాలు వగైరాలను ఆమ్లీకరిస్తాయి.అల్యూమినియం వంటి కొన్ని ఇతర పునఃక్రియా లోహాలు, నీటి ద్వారా ఆమ్లీకరణ చెందతాయి. అయితే వాటి ఆమ్లాలు కరిగిపోవు, పాసివేషన్ కారణంగా పునఃచర్య నిలిపివేస్తుంది. గమనిక, అయితే, ఇనుముపై ఆ తుప్పు అనేది ఇనుము మరియు ఆక్సిజన్ మధ్య ప్రతిచర్య. ఇది నీటిలో కరిగిపోతుంది కాని ఇనుము, నీటి మధ్య కాదు.
2 Na + 2 H 2O → 2 NaOH + H 2
నీరు తనంతట తాను ఆమ్లీకరణ చెంది ఆక్సిజన్ గ్యాస్‌ను వెలువరిస్తుంది కానీ వాటి తగ్గింపు సామర్థ్యం O 2/O2− యొక్క సామర్థ్యం కంటే గొప్పదయినప్పటికీ చాలా తక్కువ ఆక్సిడెంట్లు మాత్రమే నీటితో ప్రతిచర్య చూపుతాయి. దాదాపు అన్ని ప్రతిచర్యలకు ఒక ఉత్ప్రేరకం[26] అవసరం
4 AgF 2 + 2 H 2O → 4 AgF + 4 HF + O 2
దీర్ఘకాలం రాతిపై నీటి ప్రభావం సాధారణంగా వాతావరణమార్పు మరియు నీటి క్షయం,కు దారితీస్తుంది. ఘన శిలలను, ఖనిజాలను మట్టిగా, బురదగా మార్చే భౌతిక ప్రక్రియ, కొన్ని పరిస్థితుల్లో నీటితో రసాయనిక ప్రతిచర్యలకు దారితీస్తుంది. దీని ఫలితంగా మెటాసొమాలిజం లేదా మినరల్ హైడ్రేషన్, అని పిలువబడే రాతియొక్క ఒక విధమైన రసాయన మార్పు ప్రకృతిలో మట్టి ఖనిజాలను తయారుచేస్తుంది. పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్ గట్టిపడినప్పుడు కూడా ఇలా జరుగుతుంది.
నీటి మంచు దాని స్ఫటిక జాలకంలో ఎంబెడ్ అయ్యే పలు చిన్న పరమాణువులతో క్లాత్‌రేట్ హైడ్రేట్లు అని పిలువబడే క్లాత్‌రేట్ మిశ్రమాలును ఏర్పరుస్తుంది. దీంట్లో బాగా గుర్తించవలసింది మెథేన్ క్లాత్‌రేట్, 4CH 4·23H 2O, సముద్ర నేలలో ఇది అతిపెద్ద పరిమాణంలో లభ్యమవుతుంది.
ఉనికిలో ఉన్న ఉదజని మరియు ఆక్సిజన్‌ల యొక్క పలు ఐసోటోపులు నీటియొక్క పలు ఐసోటోపోలోగ్‌లను పెంచుతాయి.
ఉదజని ప్రకృతి సహజంగా మూడు ఐసోటోపుల్లో సంభవిస్తుంది. సాధారణ (¹H) నీటిలోని 99.98% కంటే ఎక్కువ ఉదజనిని కలిగివుంటుంది. దాని కేంద్రకంలో కేవలం ఒక ప్రోటాన్ మాత్రమే ఉంటుంది. రెండవ స్థిర ఐసోటోపు, డ్యుటీరియం (రసాయన సంకేతం D లేదా ²H), అనేది ఒక అదనపు న్యూట్రాన్. డ్యుటీరియం ఆక్సైడ్, D 2O దాని అత్యధిక సాంద్రత కారణంగా భార జలంగా పిలుస్తారు. దీనిని అణు రియాక్టర్‌లో న్యూట్రాన్ మోడరేటర్ వలె ఉపయోగిస్తున్నారు. మూడో ఐసోటోపు, ట్రిటియంలో 1 ప్రోటాన్, 2 న్యూట్రాన్‌లు ఉంటాయి. పైగా, 4500 రోజులలో అర్థజీవితం క్షీణించిపోతుంది, ప్రకృతిలో ఇది చాలా తక్కువగా లభ్యమవుతుంది, వాతావరణంలో కాస్మిక్ కాంతి ప్రేరేపిత అణు ప్రతిచర్యల ద్వారా ఇది ప్రాథమికంగా రూపొందించబడుతుంది. ఒక డ్యుటీరియం పరమాణువుతో కూడిన నీరు HDO అనేది (~0.03%) తక్కువ సాంద్రతలలో మరియు మరియు D 2O అతి తక్కువ పరిమాణాలలో సాధారణ నీటిలో ఏర్పడుతుంది. (0.000003%).
నిర్దిష్ట ద్రవ్యరాశిలో సాధారణ వ్యత్యాసాల కంటే H 2O మరియు D 2O మధ్య గుర్తించదగిన భౌతిక వ్యత్యాసాలు గడ్డకట్టడం మరియు మరగడం, ఇతర గతిశక్తి ప్రభావాల వంచి ఉదజని బంధం ద్వారా ప్రభావితమైన గుణాలతో కూడి ఉంటుంది. మరిగెడి బిందువులలో వ్యత్యాసాలు ఐసోటోపోలోగ్‌లు పేరుపడడానికి అనుమతిస్తాయి.
స్వచ్ఛమైన, ఒంటరి D 2O వినియోగం జీవ రసాయన ప్రక్రియను ప్రభావితం చేయవచ్చు - పెద్ద సంఖ్యలో వీటి అంతర్గ్రహణం మూత్రపిండాలు మరియు కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థ పనిని దెబ్బతీస్తాయి. తక్కువ పరిమాణాలలో భారజాలాన్ని ఎలాంటి దుష్ప్రభావాలు లేకుండా తీసుకోవచ్చు, చివరకు విషవ్యర్థాల నిరోధానికి పెద్ద స్థాయిలో భారజలాన్ని తీసుకోవాలి.
ఆక్సిజన్‌లోకూడా మూడు స్థిర ఐసోటోపులు ఉంటాయి. 16 O 99.76 %, 17 O 0.04%, మరియు 18 O 0.2% నీటి పరమాణువులలోఇవి ఉంటాయి.[27]
విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా ఉదజని మరియు ఆక్సిజన్‌లోకి మొట్టమొదటి నీటి శైథిల్యాన్ని 1800లో ఒక ఇంగ్లీష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త విలియం నికోల్సన్ నిర్వహించాడు. నీరు రెండు ఉదజని భాగాలు మరియు ఒక ఆక్సిజన్ భాగం (పరిమాణం) తో కూడుకుని ఉన్నదని 1805లో జోసెఫ్ లూయిస్ గే-లుసాక్ మరియు అలెగ్జాండర్ వాన్ హంబోల్డ్‌లు నిరూపించారు.
గిల్బర్ట్ న్యూటన్ లెవిస్ 1933లో స్వచ్ఛమైన భారజలం తొలి నమూనాను వేరుచేసాడు.
నీటి గుణాలు చారిత్రకంగా పలు ఉష్ణోగ్రతల కొలమానాలను నిర్వచించడానికి ఉపయోగించబడుతూ వచ్చాయి. గుర్తించదగినవిధంగా, కెల్విన్, సెల్సియస్, రాన్‌కైన్, మరియు ఫారెన్‌హీట్లు నీటియొక్క గడ్డకట్టే, మరిగే బిందువుల ద్వారా నిర్వచించబడినాయి. డెలిసెల్, న్యూటన్, రీమర్ మరియు రోమర్‌ల సాధారణ స్వల్ప కొలమానాలు ఒకేవిధంగా నిర్వచించబడ్డాయి. నీటి యొక్క త్రివిధ బిందువు ఈరోజు సర్వసాధారణంగా ఉపయోగించే ప్రామాణిక బిందువు అయింది.[28]
నీటియొక్క ఆమోదించిన IUPAC పేరు ఆక్సిడాన్ [29] లేదా సాధారణ పేరు నీరు . పరమాణువును వర్ణించడానికి ఇతర వ్యవస్థాగత పేర్లు ఉన్నప్పటికీ వివిధ భాషలలో సమాన పేర్లు ఉన్నాయి.
నీటి యొక్క సాధారణమైన వ్యవస్థాపక పేరు హైడ్రోజన్ ఆక్సైడ్ . ఇది హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్, హైడ్రోజన్ సల్పైడ్, మరియు డ్యుటీరియం ఆక్సైడ్ (భారజలం) వంటి సంబంధిత మిశ్రమాలకు అనురూపం. మరొక వ్యవస్థాగత పేరు, ఆక్సిడేన్ IUPACచే ఆక్సిజన్ ఆధారిత ప్రత్యామ్నాయ సముదాయాలు,[30] యొక్క వ్యవస్థాగత పేరుకు ఒక పేరెంట్ పేరుగా ఆమోదించబడింది. ఉదాహరణకు, హైడ్రాక్సీ పేరు –OH గ్రూప్ కోసం ఆక్సిడనీ పై ప్రతిపాదించబడింది. ఆక్సేన్ పేరు ఈ ప్రయోజనానికి తగినది కాదని IUPAC చే సూచించబడింది. ఎందుకంటే ఈ పేరు ఇప్పటికే సైక్లిక్‌కు ఉంది. ఇది టెరాహైడ్రోపైరన్గా పేరు పొందింది.
వర్గీకరించబడిన నీటి పరమాణువు రూపం, H+OH-, IUPAC నామ్నీకరణం ద్వారా హైడ్రన్ హైడ్రాక్సైడ్‌గా పిలువబడుతుంది.[31]
డీహైడ్రోజన్ మోనాక్సైడ్ (DHMO) నీటికి ఉపయోగించే ఒక అరుదైన పేరు. డైహైడ్రోజన్ మోనాక్సైడ్ హోక్స్ 'ప్రాణాంతక రసాయనం' నిషేధించబడాలని పిలుపునిస్తూ, ఈ పదం పలు సార్లు ఉపయోగించబడింది. హైడ్రాక్సిక్ యాసిడ్, హైడ్రాక్సిలిక్ యాసిడ్, మరియు హైడ్రోజన్ హైడ్రాక్సైడ్ లు నీటి యొక్క ఇతర వ్యవస్థాగత పేర్లు. ద్విస్వభాయుతం (ఇది యాసిడ్ గానూ, లేదా ఆల్కలీ గాను కూడా ప్రతిస్పందిస్తుంది.) ఈ పేర్లు సాంకేతికంగా సరైనవి అయినప్పటికీ, వీటిలో ఏదీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడటం లేదు.
(శ్రీఘ్ర గణక వేగం) (సాధారణ సూత్రీకరణ) (SIWI) నీటి యొక్క , , , గణన
వర్గం:నీటి రూపాలు వర్గం:హైడ్రైడ్‌లు వర్గం:ఉదజని మిశ్రమాలు వర్గం:హైడ్రాక్సైడ్‌లు వర్గం:ఆక్సైడ్‌లు వర్గం:రసాయన ద్రావణిలు వర్గం:నీటి రసాయన శాస్త్రం వర్గం:న్యూట్రాన్ పరిశీలకులు
en:Water (molecule)