Tak naprawdę to wszystko sprawka wiązań wodorowych. Śmiało można powiedzieć, że to temu rodzajowi wiązań chemicznych zawdzięczamy swoje istnienie. Wiązania wodorowe odgrywają ogromne znaczenie w budowie DNA, tworzeniu struktury przestrzennej białek i polisacharydów. W dodatku fundamentalnie zmieniają właściwości wody – gdyby nie one, wrzałaby w temperaturze około -80°C, a lód byłby cięższy od płynnej wody i opadając na dno, zabijałby rośliny i zwierzęta wodne.
Ale miało być o śniegu. Każdy wie, że wzór wody to H2O, jednak niewiele mówi on o faktycznej strukturze cząsteczki wody. Dwa atomy wodoru dzielą elektrony z atomem tlenu, tworząc typowe wiązania kowalencyjne. Tlenowi pozostają jeszcze cztery niesparowane elektrony, a do tego podział ładunku miedzy tlenem a wodorem nie jest sprawiedliwy – tlen jest zachłanny i przeciąga elektrony nieco na swoją stronę.
Całe to atomowe zamieszanie sprawia, że atomy wodoru nie podczepiają
się symetrycznie po obu stronach tlenu, tylko zbierają się po jednej
stronie, tworząc kąt 104,5 stopnia. Zachłanność tlenu powoduje, że po
przeciwnej stronie cząsteczki wody powstają miejsca, do których mogą się
podłączać – w słabszy sposób – kolejne cząsteczki.To połączenie to właśnie wiązania wodorowe. Nabierają znaczenia, gdy temperatura spada i zbliża się do momentu, gdy woda zamarza. Wtedy każda cząsteczka wody łączy się z czterema innymi cząsteczkami, tworząc skomplikowaną strukturę przestrzenną, w której powstają sześciokątne powierzchnie. To one ustalają kształt kryształu wody – wokół dobudowują się kolejne warstwy sześciokątów, kolejne miliardy atomów łączą się w coraz większe struktury, aż powstaje coś, co możemy dostrzec gołym okiem – kryształ lodu zwany płatkiem śniegu.
Dlaczego jednak śnieg nie jest po prostu lodowym słupkiem o przekroju sześciokąta? Cóż – czasem jest. Wszystko zależy od temperatury. W bardzo niskich temperaturach, poniżej -20°C, śnieg jest właśnie takimi słupkami lub sześciokątnymi płytkami. Najpiękniejsze, klasyczne płatki powstają w okolicach -15°C. Wtedy para wodna resublimuje, czyli przechodzi ze stanu gazowego od razu do stałego, przyłączając się do istniejących już kryształów.
To właśnie moment, w którym powstają te piękne, rozgałęzione płatki śniegu. Swoją strukturę zawdzięczają temu, że cząsteczkom łatwiej się przyłączać na krawędziach kryształów, niż na płaskich powierzchniach. Dzięki temu to narożniki sześciokąta szybciej rozbudowują się o kolejne warstwy lodu, który, rosnąc, tworzy niepowtarzalne kryształy. Niepowtarzalne, bo każdy rośnie w nieco innych warunkach, innej wilgotności, temperaturze, inaczej jest obracany przez wiatr.
Kiedy spojrzysz na płatek śniegu, pomyśl, że właśnie widzisz niesamowite powiększenie delikatnej struktury, jaką tworzą pojedyncze cząsteczki wody.
Maja
Źródła http://www.crazynauka.pl/dlaczego-platki-sniegu-maja-szesciokatny-ksztalt/
https://static.ising.pl/songs/1348/cover_300.jpg
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz