معرفة السلوك الغريب للماء

٢٧ مارس ٢٠١٨

المترجم: ابو طه/ عدنان أحمد الحاجي

المقالة رقم ١٢١ لسنة ٢٠١٨

التصنيف : ابحاث علوم طبيعية

Understanding the Strange Behaviour of Water

27!March 2018

مقدمة المترجم

من المعروف ان الماء يملك  خواص   تختلف  عن السوائل الاخرى ومنها : الماءالمجمد ( الثلج)  يتحول بالضغط من صلب آلى سائل بعكس السوائل الاخرى التي تتحول الى الحالة الصلبة بالضغط  (وهذه الخاصية تسمح   بالتزلج على الجليد بسهولة)  ومنها   ان الماء يملك خاصية تسمى الرابطة الهايدروجونية hydrogen bonding مما يجعل  الماء سائلا في درجة الحرارة القياسية وهي ٢٥ درجة مئوية مع انه اخف من جهة وزنه الجزيئي ( H2O وتساوي ١٨) من  كبريتيد الهايدروجين ( H2S  ووزنه الجزئي ٣٤) مثلا الذي يتواجد في الطبيعة على شكل غاز ، ومنها ان الماء يتمدد بالتجمد بخلاف المواد الاخرى التي تنكمش بالتجمد ، ومنها ان كثافة الماء اذا تجمد تقل بخلاف المواد الاخرى ولذلك يمكن الأحياء المائية من البقاء على قيد الحياة في البحيرات المتجمدة

وهناك خاصية فريدة له عندما تكون حرارته  ٤ درجات مئوية بحيث يمكن ان يتمدد عندما يبرد او يسخن مما يجعل جسم الماء في البحيرات في حالة السيولة حتى نصل دراجة حرارة الكل درجة ٤ مئوية وهناك العديد من الخواص  الفريدة للماء التي لا يتسع المجال هنا لسردها ويمكن ان تتابع في مظانها  هذا وبعض غرائب الماء لم تكتشف الى الآن والعلم يطالعنا بميزات  خاصة عن الماء تختلف عن باقي السوائل  بين الفينة والأخرى  كلما تقدم العلم او أدواته  كالتي في البحث الجديد الآتي  

فسبحان من جعل من الماء كل شيئ حي  

**النص** 

نشرت هذا الأسبوع في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم للولايات المتحدة الامريكيةً   تعاون بين جامعات بريستول وطوكيو قد حاول طريقة جديدة لفهم ما مالذي يجعل سائلاً ما  يتصرف كماء.

عند مقارنته بسائل عادي ، يظهر  الماء مجموعة كبيرة من الحالات الشاذة. وتشمل الأمثلة الشائعة حقيقة أن الماء السائل يتمدد  عندما  يبرد  تحت ٤ درجة مئوية ، وهو المسؤول عن تجمد البحيرات  من الأعلى وليس الأسفل.

قد أذهلت خواص الماء  العلماء على مدى قرون من الزمن ولا زال سلوكه لغزاً  الى  الآن 

بالإضافة إلى ذلك ، فإن حقيقة أن الماء يصبح أقل لزوجة عند ضغطه ، أو توتره السطحي المرتفع  بشكل غير عادي مما يسمح للحشرات بالسير على سطح الماء.

هذه الحالات الشاذة  وغيرها  من الأمور الأخرى ذات أهمية أساسية في عمليات طبيعية وتكنولوجية لا تعد ولا تحصى ،  كمناخ الأرض. بل وإمكانية الحياة نفسها. من وجهة نظر إنثروبولوجية ، فإن الأمر وكأن جزيء الماء  قد ضبط بدقة fine-tuned  ليكون له خصائص فريدة من نوعها.

ابتدءًا من ملاحظة أن خصائص الماء تبدو وكأنها ضبطت بدقة  fine-tuned، فإن التعاون بين الدكتور جون روسو من كلية الرياضيات بجامعة بريستول والبروفيسور هاجيمي تاناكا من جامعة طوكيو ، استفاد  من قوة الكومبيوترات فائقة  القوة supercomputers ، باستخدام النماذج المحوسبة  ل "تفكيك" التفاعلات البينية  للماء.

هذا العمل قد أظهر كيف يمكن تغيير الخواص  الشاذة للماء ، وفي نهاية المطاف  تُختزل الى خصائص سائل بسيط. على سبيل المثال ، بدلاً من العوم / السباحة على الماء، يمكن  تغيير كثافة الجليد  بنحو مستمر  حتى يغوص الجليد ،  الشيء نفسه يمكن عمله  مع جميع الحالات الشاذة للماء.

وقال الدكتور روسو: "بهذا الطريقة، وجدنا أن الذي  يجعل الماء  يتصرف بشكل غير طبيعي هو وجود ترتيب معين لجزيئات الماء ، كترتيب رباعي الوجوه tetrahedral، حيث يكون جزيء الماء مربوطاً  بأربعة جزيئات موجودة على رؤوس  رباعي الوجوه عن طريق الرابطة الهيدروجينة.

"يمكن لأربعة  من هذه الترتيبات رباعية الوجوه  أن تنظم نفسها بطريقة تتقاسم  فيها  جزيء ماء مشترك في المركز بدون تراكب.

"إنه وجود هذا الترتيب العالي لجزيئات الماء مختلط  بترتيبات أخرى متبعثرة ( ليست مرتبة)  تعطي الماء خصائصه الغريبة.

"نعتقد أن هذا العمل يقدم تفسيراً بسيطاً للحالات الشاذة  ويسلط الضوء على الطبيعة الاستثنائية للماء ، مما يجعله مميزا  للغاية مقارنة بأي مادة أخرى."

المصدر:

http://www.bristol.ac.uk/news/2018/march/behaviour-of-water.html

للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على هذا العنوان؛

 https://adnan-alhajji.blogspot.com/?m=1