كيفية تكون الماء

كيفية تكون الماء

يتكوّن الماء نتيجة اندماج غازيّ الهيدرجين والأكسجين مع بعضهما خلال تفاعلٍ كيميائيّ، ويحدث ذلك بانفصال جزيء من الهيدروجين H₂ عن بعضه؛ لتندمج كل ذرة من الهيدروجين بأحد أطراف ذرة الأكسجين كبيرة، فيتكون جزيء الماء H₂O، وتبيّن المعادلة الكيميائية التالية معادلة تفاعل الماء النقيّ حيث يحتوي على العدد نفسه من ذرات الأكسجين والهيدروجين قبل التفاعل دون أيّ زيادة أو نقصان أو انقسام في عدد الذرات المتفاعلة بنسبة 2:1 ، وهذا ما يتّفق مع مبدأ دالتون الرابع، حيث يعتقد العالم دالتون أنّ ذرّات العناصر الكيميائية تتحد مع بعضها بنسب عدديّة ثابتة:^[١]

2H₂ + O₂ → 2H₂O

وهذه المعادلة تعني أنّ الماء يتكوّن نتيجة تفاعل جزيئين من غاز الهيدروجين مع جزيء من غاز الأكسجين، لينتج عنه جزيئين من الماء، ويكون الماء الناتج في حالته السائلة.^[١]

خصائص جزيء الماء

فيما يلي أهم خصائص جزيء الماء:

• يتميّز الماء بوجوده ضمن حالات المادة الثلاث؛ السائلة، والصلبة، والغازية، وبذلك يُعدّ من أهمّ المواد وأكثرها انتشاراً على سطح الأرض.^[٢]
• تمتلك ذرّات الأكسجين في جزيء الماء كهروسلبية مرتفعة تُمكنها من جذب الإلكترونات المشتركة مع الهيدروجين عبر روابطها التساهميّة، ونتيجةً لذلك تبقى الإلكترونات حول مركز نواة الأكسجين مدةً أطول مقارنةً بالوقت الذي تظل فيه حول نواة ذرة الهيدرجين، مما يمنح جزيء الماء صفات قطبيةّ، حيث تكون شحنة ذرة الأكسجين سالبة نظراً لارتباطها بعدد أكبر من الإلكترونات، بينما تكون ذرة الهيدروجين موجبة نظراً لارتباطها بعدد أكبر من البروتونات.^[٣]
• تحمل جزيئات الماء بنية جزيئيّة منحنيّة؛ نتيجةً للطريقة التي ترتبط فيها ذرة الأكسجين مع ذرّتيّ الهيدروجين، حيث تتنافر الإلكترونات المشتركة والغير المشتركة عن بعضها لأبعد مسافة ممكنة؛ لتحقق الترتيب الجزيئي الأفضل بزاوية 104.5° بين روابط OـــH في جزيء الماء، ويُعرف هذا الترتيب باسم البنية الجزيئية رباعيّة السطوح (بالإنجليزية: Tetrahedron).^[٤]

كمية الماء على سطح الأرض

يتوزّع الماء على سطح الأرض بشكل غير متساوٍ، حيث يُمثّل ماء المحيطات النسبة الأكبر، أيّ حوالي 97% من إجمالي الماء، بينما لا تتجاوز نسبة الماء العذب 3% من إجمالي الماء، والتي تتوزّع بين عدّة مصادر، حيث تُمثّل نسبة 69% من الماء العذب أنهاراً جليديّة، و30% منه ماءً جوفياً، وأقلّ من 1% تتوزع بين البحيرات، والأنهار، والمستنقعات، بالتالي لا تتجاوز نسبة الماء الصالح للاستهلاك البشري 1% من إجمالي الماء، والجدير بالذكر أنّ 99% من الماء الصالح للاستخدام هو ماء جوفيّ،^[٥] وفيما يلي بعض الحقائق والأرقام عن كميّات الماء وتوزيعه على سطح الأرض:^[٦]

• يصل الإجمالي الكلّي لحجم الماء الموجود على سطح الأرض إلى 1.4 مليار كم³، أي حواليّ تريليون لتر من الماء.
• تُشكّل نسبة الماء الموجود في الغلاف الجويّ حواليّ 12,900 كم³ معظمها من بخار الماء.
• تبلغ كمية إجماليّ الماء الذي يتبخر يومياً إلى الغلاف الجويّ حوالي 1170 كم³.
• يصل حجم الماء العذب المُخزّن في باطن الأرض إلى 8.4 مليون كم³، وبذلك يتجاوز حجم الماء العذب الموجود على سطح الأرض بين الأنهار الجليدية، والبحيرات، والأنهار كثيراً، والذي يبلغ حوالي 29.2 مليون كم³.

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Modeling the Formation of Water", chem.libretexts.org, Retrieved 8-11-2020. Edited.
2. ↑ Steven S. Zumdahl, "Water"، www.britannica.com, Retrieved 8-11-2020. Edited.
3. ↑ "The Water Molecule", www.brooklyn.cuny.edu, Retrieved 8-11-2020. Edited.
4. ↑ "Hydrogen bonds in water", www.khanacademy.org, Retrieved 8-11-2020. Edited.
5. ↑ "Distribution of Water on the Earth’s Surface", www.e-education.psu.edu, Retrieved 24-11-2020.
6. ↑ "How Much Water is There on Earth?", www.usgs.gov, Retrieved 24-11-2020. Edited.