Введение в биологию — пост №3

III
Вода, водные растворы и ионы

Итак, первое вещество, которое мы рассмотрим, — это вода. Вода — очень важное для нас вещество. Все химические превращения, происходящие в живых организмах, — иными словами, все процессы, лежащие в основе жизни как таковой на молекулярном уровне, — будут происходить в воде. Вода является универсальной средой жизни. По этой причине имеет смысл немножко подробнее остановиться на том, что такое вода и каковы её свойства. Как уже было сказано (и как, конечно, все и так помнят), формула воды — H₂O. Связи, соединяющие атом кислорода, и атомы водорода, в молекуле воды расположены под углом. Эти связи относятся к типу ковалентных полярных, то есть общие электроны здесь несколько «оттянуты» от водорода на кислород. Такая молекула имеет слабый положительный заряд с одной стороны и слабый отрицательный — с другой, и за это называется диполем. Благодаря этим зарядам разные молекулы могут притягиваться друг к другу, при этом образуются связи, которые, как мы помним, называются водородными.







В водном растворе многие вещества будут присутствовать в виде ионов. Ионом называется частица, состоящая из одного или нескольких атомов, в которой общее число протонов не равно числу электронов. Если электронов меньше, чем протонов, такая частица будет иметь положительный заряд (катионы), если больше — отрицательный (анионы). К примеру, уже упоминавшася поваренная соль NaCl в растворённом виде «разваливается» на ионы натрия Na⁺ и ионы хлора Cl^-. Если, скажем, к этому раствору хлорида натрия добавить ещё сульфат калия K₂SO₄, в растворе появятся ещё ионы K⁺ и SO₄^2-. В результате мы уже не сможем узнать, «где чьи» ионы, растворяли ли мы хлорид натрия и сульфат калия или хлорид калия и сульфат натрия. Все ионы «общие». Процесс распада в растворе вещества на ионы называется диссоциацией. Самый простой из возможных ионов — ион водорода H⁺. Атом водорода состоит всего из одного протона и одного электрона, поэтому образующийся из него положительно заряженный ион — это просто протон.
( Читать дальше )