Hydrogen Bonds ไฮโดรเจนในน้ำ สำคัญอย่างไร ?

Hydrogen Bonds 
พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำมีความสำคัญอย่างไร

น้ำเป็นของเหลวที่พบได้ทั่วไปบนผิวโลก และเป็นองค์ประกอบหลัก (โดยน้ำหนัก)
ในสิ่งมีชีวิตโดยเซลล์สิ่งมีชีวิตมีน้ำเป็นองค์ประกอบประมาณร้อยละ 70 น้ำจัดเป็นสารที่มีคุณสมบัติพิเศษหลายอย่าง ซึ่งคุณสมบัติที่พิเศษนี้เกิดจากโครงสร้างของน้ำที่เหมาะสมในการทำหน้าที่ในร่างกายสิ่งมีชีวิต
         
น้ำเกิดจากไฮโดรเจน 2 อะตอม ยึดจับกับออกซิเจน 1 อะตอมด้วยพันธะโคเวเลนซ์

น้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว ประกอบด้วยบริเวณที่เป็นขั้วลบอ่อนๆ 2 บริเวณ และขั้วบวกอ่อนๆ

ทำให้เกิดพันธะระหว่างโมเลกุลของน้ำ พันธะดังกล่าวคือพันธะไฮโดรเจนที่ยึด

ระหว่างขั้วบวกที่บริเวณอะตอมไฮโดรเจนของน้ำโมเลกุลหนึ่งกับขั้วลบบริเวณอะตอม ออกซิเจนของน้ำอีกโมเลกุลหนึ่ง  น้ำ 1 โมเลกุลสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับน้ำโมเลกุลอื่นได้ถึง 4 โมเลกุล ถึงแม้ว่าแต่ละพันธะจะยึดกันด้วยแรงที่อ่อน

แต่เมื่อคำนึงถึงจำนวนพันธะ ไฮโดรเจนที่ยึดโมเลกุลของน้ำทั้งหมดเข้าด้วยกันแล้วก็จะมีความแข็งแรงมาก ทำให้น้ำมีแรงตึงผิว (surface tension) สูง ความร้อนจำเพาะ (specific heat) สูง จึงทำให้ต้องใช้ ความร้อนสูงในการทำให้น้ำระเหยเป็นไอ ก่อนที่น้ำจะแข็งตัวปริมาตรของน้ำจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น น้ำแข็งจึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่มีสถานะเป็นของเหลว

 การที่โมเลกุลของน้ำมีขั้วทำให้สามารถยึดจับกับสารที่มีขั้วได้ ทำให้น้ำสามารถเคลื่อนที่ในท่อเล็กๆ ได้ (capillary movement) และสามารถเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับอิออนและโมเลกุลที่มีขั้ว (polar molecule) โมเลกุลที่ละลายในน้ำได้เรียกว่า ไฮโดรฟิลิก (hydrophilic)

หรือ พวกที่ชอบน้ำ โมเลกุลที่ไม่มีขั้ว (nonpolar molecule) ไม่สามารถละลายในน้ำและแยกตัวออกจากน้ำเรียกว่า ไฮโดรโฟบิก (hydrophobic) หรือ พวกที่ไม่ชอบน้ำ

  น้ำมีความสามารถแตกตัวเป็นอิออนได้เล็กน้อย น้ำแตกตัวเป็น H+ และ OH-  ใน
น้ำบริสุทธิ์ จำนวน H+ เท่ากับ OH- ในสารละลายที่มีปริมาณ H+ มากกว่า OH-  จัดเป็น
สารละลายกรด (acid) สารละลายที่มีปริมาณ OH- อิออน มากกว่า H+ เรียกว่าสารละลายเบส
(base)

         pH เป็นค่าที่แสดงถึง สัดส่วนระหว่างปริมาณ H+ ต่อ OH-  สารละลายกรดมี pH
น้อยกว่า 7 และสารละลายเบสมี pH มากกว่า 7 สารละลายเป็นกลาง (neutral) มี pH
เท่ากับ 7 ปฏิกิริยาเคมีเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกายสิ่งมีชีวิต จะอยู่ในช่วง pH เป็นกลาง
ข้อมูลจาก
http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/ap-biology1/Chapter2/Part3.html,
http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_hydrogen_bonding.html
http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/hydropho.htm

Kangenthai People Franchising
Tel : 081 514 5615 (ais)
      : 085 192 6549 (dtac)
FB : https://www.facebook.com/Kangenthai
Line : Kangenthai
Email : kangenthai@gmail.com
Webpage : http://kangenthai.com
                 : http://www.enagic.com