Ūdens uz zemes ir visizplatītākais savienojums- tas pārklāj apmēram 4/5 no Zemes virsmas. Ir aprēķināts, ka ūdens kopējā masa uz Zemes ir aptuveni 1018 tonnas. Ūdens ķīmiskā formula ir H2O, tas tiek saukts par ūdeņraža oksīdu, skābekļa hidrīdu- ūdeņraža un skābekļa savienojumu. Tas ir vienīgais savienojums, kas dabā eksistē visos trijos agregātstāvokļos: cietā veidā (ledus), šķidrā veidā un gāzveidā (tvaiks). Tas ir vienīgais savienojums, kura šķidrā agregātstāvokļa blīvums ir lielāks nekā cietā agregātstāvokļa.
Dzīvība uz Zemes bez ūdens nav iedomājama. Ūdens atrodas katrā šūnā un starpšūnu telpā, tā ir svarīga dzīvo organismu ārējās vides sastāvdaļa un uzbūves elements. Cilvēka ķermenī ūdens masas daļa ir 65%, gurķos- 98%, smadzeņu pelēkajā vielā- 84%. Tas nepieciešams rūpniecībā, sadzīvē un laboratorijā. Tas piedalās vielmaiņas bioķīmiskajās reakcijās gan kā šķīdinātājs, dispersijas vide, gan kā reakciju komponents (fotosintēzē, hidrolīzē, daudzās ferment. reakcijās). Ūdens tieksme veidot ūdeņraža saites lielā mērā nosaka bioloģiski svarīgu savienojumu telpisko struktūru un reaģētspēju. Ūdens klātbūtnē rodas hidrofobie spēki, kas stabilizē biopoloimēru membrānu struktūru.. Ūdens nodrošina organisma termoregulāciju.
Ūdens cietais agregātstāvoklis ir ledus. Tas uz Zemes ir sastopams atmosfērā, ūdenstilpnēs, uz zemes virsmas un zemes garozā prizmatiskā, plāksnīšveida, adatveida, zvaigznīšveida kristālu, kā arī graudainu ( sniegs, firus) vai izsvīdumu (sarma), stalaktītu (lāstekas), oolītu (krusa) veidā. Ledus kā minerāls veido monominerāliežus ( parasti ar citu iežu atlūzu ieslēgumiem, kas veidojas sinģenētiski (ledāji, sniegu paliekas) vai epiģenētiski (dzīslu ledus). Ir zināmas 12 ledus kristālu modifikācijas un amforais ledus. Parastais dabā izplatītais ledus ir kristālisks, balts vai zilgans, ar heksagonālu struktūru.
Ūdeni izmanto ķīmiskos procesos un tehnoloģijas iekārtās par šķīdinātāju un siltumnesēju. To lieto tvaikmašīnās un hidrauliskās iekārtās.
Saites ūdenī un ledū.
Ūdens molekula sastāv no diviem ūdeņraža atomiem, kas ir kovalenti saistīti ar vienu skābekļa atomu, t.i., pastāv kovalentā saite, kas ūdens gadījumā ir polāra (kovalentās saites veids, kurā elektroni starp diviem atomiem sadalīti nevienmērīgi, jo to elektronegativitātes ir atšķirīgas. Kopīgie elektroni vairāk tuvināti atomam ar lielāko elektronegativitāti, kā rezultātā pēdējais ir lādēts viegli negatīvi, bet otrajam ir neliels pozitīvais lādiņš). Kovalentajā saitē elektroni ir kopīgi starp atomiem. Ūdenī šis sadalījums nav līdzīgs. Skābekļa atoms pievelk elektronus daudz stiprāk nekā ūdeņraža atoms, atstājot tam pozitīvu lādiņu. Tas dod ūdenim asimetrisku lādiņu sadalījumu (a). Molekulas, kurām ir daļēji pozitīvi un negatīvi lādiņi, sauc par polārām molekulām. Tā ir tā polārā īpašība, kas ļauj atdalīt polāras molekulas un izskaidro, kāpēc ūdens spēj izšķīdināt tik daudzas vielas.…
