जल (अणु)

जल के रूप

कई पदार्थों की तरह, जल, कई रूप ले सकता है जिसे मोटे तौर पर पदार्थ की प्रावस्था द्वारा वर्गीकृत किया गया है.तरल प्रावस्था जल के रूपों में सबसे आम है और यह वह रूप है जिसे आम तौर पर "जल" शब्द द्वारा अंकित किया जाता है. जल की ठोस प्रावस्था को बर्फ के रूप में जाना जाता है और आम तौर पर यह ठोस, मिश्रित क्रिस्टल जैसी संरचना का रूप लेता है जैसे आइस क्यूब, या नरम रूप से एकीकृत दानेदार क्रिस्टल जैसे हिम का रूप लेता है. ठोस H₂O के विभिन्न प्रकार के क्रिस्टलीय और अनाकार स्वरूप की सूची के लिए, बर्फ लेख देखें. जल कीगैसीय प्रावस्था को वाष्प (या भाप) जाना जाता है, और इसे जल के एक पारदर्शी बादल का विन्यास धारण करने से पहचाना जाता है. जल की चौथी प्रावस्था, सुपर क्रिटिकल तरल, जो अन्य तीन रूपों की तुलना में आम नहीं है प्रकृति में शायद ही कभी घटित होती है. जब जल एक विशेष सूक्ष्म तापमान और एक विशेष सूक्ष्म दबाव (647K और 22.064 MPa) पर पहुंच जाता है तो तरल और गैस प्रावस्था एक समरूप द्रव प्रावस्था में मिल जाती हैं, जब गैस और तरल, दोनों के गुण मौजूद होते हैं. चूंकि चरम तापमान या दबाव के तहत, जल अत्यंत सूक्ष्म हो जाता है, यह लगभग कभी स्वाभाविक रूप से नहीं होता है. जल के, स्वाभाविक रूप से अत्यंत सूक्ष्म होने का एक उदाहरण गहरे पानी के हाइड्रोथर्मल वेंट के सबसे गर्म हिस्से, जिसमें जल को ज्वालामुखी प्लूम द्वारा सूक्ष्म तापमान तक गर्म किया जाता है और यह सागर की चरम गहराई में कुचल देने वाले वजन की वजह से सूक्ष्म दबाव को प्राप्त करता है, जहां ज्वालामुखी का मुख स्थित है.

भौतिकी और रसायन शास्त्र

इन्हें भी देखें: water chemistry analysis

जल, रासायनिक फार्मूला वाला रासायनिक पदार्थ है: जल के एक अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जो ऑक्सीजन के एक परमाणु से बंधे होते हैं.^[5] सामान्य परिवेश के तापमान और दबाव में जल एक बेस्वाद, बिना गंध का तरल पदार्थ है, और छोटी मात्रा में बेरंग प्रकट होता है, हालांकि आतंरिक रूप से इसमें हल्का नीला रंग देखा जा सकता है. बर्फ भी रंगहीन प्रतीत होता है, और वाष्प अनिवार्य रूप से गैस के रूप में अदृश्य होता है.^[1] मानक स्थितियों में जल मुख्य रूप से एक तरल होता है, जिसे आवधिक तालिका में ऑक्सीजन परिवार के अन्य समान हाईड्राइड के साथ (हाइड्रोजन सल्फाइड जैसी गैसें) उसके सम्बन्ध के कारण पूर्वानुमान नहीं लगाया जाता. इसके अलावा, आवधिक तालिका में ऑक्सीजन को घेरे हुए तत्त्व, नाइट्रोजन, फ्लोरीन, फास्फोरस, सल्फर और क्लोरीन, सभी, हाइड्रोजन के साथ मानक स्थितियों के तहत गैसों का निर्माण करने के लिए संयुक्त हो जाते हैं. पानी के तरल रूप में होने का कारण यह है कि, इसमें ऑक्सीजन, अन्य सभी तत्वों की तुलना में अधिक इलेक्ट्रोनिगेटिव है, फ्लोरीन के अपवाद के साथ. ऑक्सीजन, हाइड्रोजन की तुलना में इलेक्ट्रॉनों को अधिक जोर से आकर्षित करता है, जिससे हाइड्रोजन परमाणुओं पर एक शुद्ध सकारात्मक चार्ज आता है, और ऑक्सीजन परमाणु पर एक शुद्ध नकारात्मक चार्ज. इन प्रत्येक परमाणुओं पर एक चार्ज की उपस्थिति, जल के प्रत्येक अणु को एक शुद्ध डाईपोल क्षण देती है. डाईपोल की वजह से पानी के अणुओं के बीच यह आकर्षण, व्यक्तिगत अणुओं को एक साथ करीब खींचता है, जिससे इन अणुओं को अलग करना और अधिक कठिन हो जाता है और क्वथनांक बिंदु उच्च हो जाता है. इस आकर्षण को हाइड्रोजन बॉन्डिंग के रूप में जाना जाता है. जल के अणु, एक-दूसरे के परिप्रेक्ष्य में लगातार चलायमान रहते हैं, और हाइड्रोजन बांड लगातार खंडित और जुड़ते रहते हैं और टाइमस्केल पर यह 200 फेम्टोसेकंड से अधिक तेजी से होता है.^[6] हालांकि, यह बॉन्ड, इस लेख में वर्णित पानी के कई विशिष्ट गुणों को बनाने में पर्याप्त मजबूत है, जैसे कि वे गुण जो इसे जीवन का अभिन्न अंग बनाते हैं. जल को एक ध्रुवीय तरल के रूप में वर्णित जा सकता है जो गैर-अनुपातिक रूप से हाइड्रोनियम आयन में थोड़ा असम्बद्ध होता है (H₃O₊(aq)) और एक संबद्धहाइड्रॉक्साइड आयन (OH_-(aq)).

2H₂O (l)साँचा:EqmH₃O₊(aq) + OH_-(aq)