مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

پيوند هيدروژني

هرگاه هیدروژن به اتمی باالکترونگاتیوی زیاد مثل فلوئور ، اکسیژن یا نیتروژن متصل گردد، شرایطی برای بوجودآمدن نوع بسیاری مهمی جاذبه بین مولکولی مثبت ـ منفی که آن را پیوند هیدروژنیمی‌گویند حاصل می‌شود. به عبارت دیگر ، اتم هیدروژن یک مولکول و زوج الکترون غیرمشترک مولکول دیگر متقابلا همدیگر را جذب می‌کنند و پیوندی تشکیل می‌شود که بهپیوند هیدروژنی ، Hydrogen Bond مرسوم است.

اطلاعاتاولیه
جاذبه بین مولکولی دربرخی از ترکیبات هیدروژن‌دار بطورغیرعادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که درآنها بین هیدروژن وعناصری که اندازه کوچک و الکترونگاتیویته زیاد دارند، پیوند هیدروژنی وجود دارد. پیوند هیدروژنی نه تنها بین مولکولهای یک نوع ماده ، بلکه بین مولکولهای دو مادهمتفاوت که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارند نیز برقرار می‌شود.

نحوه تشکیل پیوند هیدروژنی

پیوند هیدروژنی بر اثرجاذبه اتم هیدروژن اندک مثبت موجود در یک مولکول و اتم بسیار الکترونگاتیو موجود درمولکول دیگر (یا در محل دیگر همان مولکول اگر مولکول به قدر کافی بزرگ باشد کهبتواند روی خود خم شود) تولید می‌گردد. جا به جا شدن یک جفت الکترون به سمت عنصربسیار الکترونگاتیو نیتروژن ، اکسیژن یا فلوئور موجب می‌شود که این اتمها دارای بارمنفی جزئی شوند.
در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو اتم شدیداالکترونگاتیو با یک اتم هیدروژن که از طرفی بطور کووالانسی با یکی از اتمهایالکترونگاتیو و از طرف دیگر بطور الکترواستاتیکی (جاذبه مثبت به منفی) با اتمالکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی یک‌دهم تا یک‌پنجاهمقدرت یک پیوند کوالانسی متوسط است.

شرایط تشکیلپیوند هیدروژنی

بالا بودن الکترونگاتیوی اتمهای متصل به هیدروژن: برهمین اساس است که فلوئور (الکترونگاتیوترین عنصر) ، قویترین پیوند هیدروژنی واکسیژن (الکترونگاتیوتر از نیتروژن) ، پیوند هیدروژنی قویتری درمقایسه با نیتروژنتشکیل می‌دهد. همچنین بار مثبت زیاد بر روی اتم هیدروژن ، زوج الکترون مولکول دیگررا بشدت جذب می‌کند و کوچک بودن اندازه اتم هیدروژن سبب می‌شود که ملکول دوم بتواندبه آن نزدیک شود.

کوچک بودن اتمهای متصل به هیدروژن : پیوند هیدروژنیواقعا مؤثر فقط در ترکیبات فلوئور ، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می‌شود. با وجود اینکهدو اتم نیتروژن و کلر ، الکترونگاتیوی برابر دارند، چون اتم کلر از اتم نیتروژنبزرگتر است بر خلاف نیتروژن ، کلر پیوند هیدروژنی ضعیفی تشکیل می‌دهد.

توجیه خواص غیرعادی برخی از مواد

وجود خواص غیرعادی برخی از مواد در حالت جامد یا مایع از جمله بالابودن دماهای ذوب و جوش ، نشان می‌دهد که نیروهای جاذبه بین مولکولی در آنها بهاندازه‌ای زیاد است که نمی‌توان آن را به تأثیرهای متقابل ضعیف بین مولکولی نسبتداد. آشناترین این نوع مواد ، فلوئورید هیدروژن ، آب و آمونیاک است که بسیاری ازخواص آنها از جمله دماهای جوش و ذوب آنها از دماهای جوش و ذوب ترکیبهای مشابه خود ،برای مثال PH3H2SHCL بطور غیرمنتظره‌ای بالاتر است.

شاید تصور شود که علتاین وضعیت غیر عادی ، قطبیت به نسبت زیاد این مولکولهاست. البته تا اندازه‌ای همینطور است. اما بررسی دقیق این پدیده غیر عادی نشان می‌دهد که باید نیروی جاذبه قویتراز نیروهای جاذبه دوقطبی _ دوقطبی بین مولکولهای آنها برقرار باشد.

اگر بهساختار الکترونی مولکولهای NH2H2OHF توجه شود، می‌توان به موردهای مشترک بین آنهاپی برد. این وجه اشتراک ، وجود دست کم یک پیوند کوالانسی با اتم هیدروژن و یکاوربیتال هیبریدی ناپیوندی دو الکترونی اتم مرکزی بسیار الکترونگاتیو در هر یک ازآنهاست.

اتمهای NOF الکترونگاتیوی بالایی دارند با هیدروژن پیوند کوالانسیبشدت قطبی بوجود می‌آورند، بطوری که هیدروژن به میزان قابل توجهی خصلت یک پروتون راپیدا می‌کند. جفت الکترون ناپیوندی و قابل واگذاری روی اتم الکترونگاتیوH ، اینامکان را پدید می‌آورد که اتم هیدروژن در نقش پل ، اتم‌های الکترونگاتیو دو مولکولرا به یکدیگر متصل کند و نیروی جاذبه‌ بین مولکولی بوجود می‌آید که به پیوندهیدروژنی مرسوم است.

خواص ترکیبات دارای پیوندکووالانسی

ترکیباتی که مولکولهای آنها از طریق پیوند هیدروژنی بههمدیگر پیوسته‌اند، علاوه بر دارا بودن نقاط جوش بالا ، بطور غیرعادی در دمای بالاذوب می‌شوند و آنتالپی تبخیر ، آنتالپی ذوب و گرانروی آنها زیاد است.

علت شناور بودن یخ

یخ روی آبشناور می‌ماند، زیرا به هنگام انجماد ، منبسط می‌شود. سبب این انبساط پیوندهیدروژنی میان مولکول‌های خمیده آب است ساختار خمیده یا زاویه‌ای مولکول آب ناشی ازآرایش چهار وجهی چهار جفت الکترون در لایه ظرفیت یک اتم است. ساختار زاویه‌ایمولکول آب و پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب به آن معنی است که هر مولکول آبمی‌تواند حداکثر با چهار مولکول آب دیگر پیوند هیدروژنی داشته باشد.

پس آبمایع را می‌توان به صورت خوشه‌هایی از مولکولهای آب تصورکرد، خوشه‌هایی که با پیوندهیدروژنی از مولکولهای آب ساخته شده‌اند و دائم در حال حرکتند. شمار مولکولها در هرخوشه و سرعت حرکت خوشه‌ها به دما بستگی دارد. با سرد شدن آب ، مجموعه‌هایی ازمولکولهای آب که بسرعت در حرکت‌اند، کند می‌شوند و در نقطه انجماد به یکدیگر قلابشده ساختمان سه بعدی منبسط شده‌ای را بوجود می‌آورند. این ساختمان گسترده‌تر موجبمی‌شود که تراکم یخ کمتر از آب باشد.

ذوب شدن یخ در حدود 15% انرژیپیوند‌های هیدروژنی را می‌شکند و این امر سبب فرو ریختن ساختار می‌شود. در نتیجهمایعی متراکم حاصل می گردد.

چرا نقطه جوش آب بالااست؟

خاصیت عجیب دیگر آب ، نقطه جوش نسبتا زیاد آن است. تقریبا تمامترکیبات هیدروژن‌دار مجاور اکسیژن و اعضای خانواده آن یعنی CH₄, NH₃, H₂S, H₂Se , H₂Te, PH₃, HCL در دمای اتاق به حالت گازی هستند. اما آب مایع است. برای آنکه یک مولکول به حالتبخار در آید، باید انرژی جذب کند تا بتواند خود را از قید مولکولهای دیگر آزاد کند. چون آب مایع با پیوند هیدروژنی به صورت خوشه‌هایی از مولکول‌ها در می‌آید، برایشکسته شدن پیوند‌های هیدروژنی آن ، انرژی زیادی لازم است.

اما همه پیوندهایهیدروژنی شکسته نمی‌شوند و خوشه‌هایی از مولکولهای آب حتی در نزدیکی 1000 درجهسانتیگراد هنوز وجود دارند. وقتی آب گرم می‌شود، آشفتگی گرمایی پیوند هیدروژنی رامی‌گسلد تا آنکه در بخار آب ، فقط جزء کوچکی از شمار پیوندهای هیدروژنی موجود در آبمایع یا جامد باقی می‌ماند. اگر پیوند محکم میان مولکولی از قبیل پیوند هیدروژنیوجود نداشته باشد، مواد معمولا بنا به جرم مولکولی خود به جوشمی‌آیند.

جرم‌های مولکولی بزرگتر برای جوش آمدن به دمای زیادتری نیازمندند. عمدتا به این دلیل که ابرهای الکترونی بزرگتر آسانتر و پیچیده می‌شوند و این امر ،منجر به نیروهای لاندن بین مولکولی قویتر می‌شود.

کاربردهای پیوند هیدروژنی

پیوندهای هیدروژنی دربسیاری از مواد یافت می‌شوند. پدیده‌هایی از قبیل چسبناک شدن آب‌نبات سفت ، دیرترخشک شدن الیاف پنبه‌ای از الیاف نایلونی‌ ، نرم شدن پوست با نایلون ، ناهنجارهایظاهری در ماهیت آب ، همگی ناشی از همین پیوندهای هیدروژنی است.

پیوندهیدروژنی در تعیین ساختار و خواص مولکولهای سیستم‌های زنده نقش اساسی دارد. اجزایمارپیچ آلفا در ساختار پروتئین‌ها و اجزای مارپیچ دوگانه در ساختار DNA توسط پیوندهیدروژنی بهم می‌پیوندند. تشکیل و گسسته شدن پیوندهای هیدروژنی در تقسیم یافتن وسنتز پروتئین‌ها توسط آن دارای اهمیت اساسی است.

تعریف:

هرگاههیدروژنبه اتمی با الکترونگاتیوی زیاد مثلفلوئور ،اکسیژن یانیتروژن متصل گردد، شرایطی برایبوجود آمدن نوع بسیاری مهمی جاذبه بین مولکولی مثبت ـ منفی که آن را پیوند هیدروژنیمی‌گویند حاصل می‌شود. به عبارت دیگر ، اتم هیدروژن یکمولکول و زوج الکترون غیر مشترکمولکول دیگر متقابلا همدیگر را جذب می‌کنند و پیوندی تشکیل می‌شود که بهپیوندهیدروژنی،Hydrogen Bond مرسوماست.

تئوری:

جاذبه بین مولکولی دربرخی از ترکیبات هیدروژن‌دار بطور غیرعادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که درآنها بین هیدروژن و عناصری که اندازه کوچک و الکترونگاتیویته زیاد دارند، پیوند هیدروژنی وجود دارد. پیوند هیدروژنی نه تنها بین مولکولهای یک نوع ماده ، بلکه بین مولکولهای دو ماده متفاوت که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارند نیز برقرار می‌شود.

نحوه تشکیل پیوند هیدروژنی

پیوند هیدروژنی بر اثر جاذبه اتم هیدروژن اندک مثبت موجود در یک مولکول و اتم بسیار الکترونگاتیو موجود در مولکول دیگر (یا در محل دیگر همان مولکول اگر مولکول به قدر کافی بزرگ باشد که بتواند روی خود خم شود) تولید می‌گردد. جا به جا شدن یک جفت الکترون به سمت عنصر بسیار الکترونگاتیو نیتروژن ، اکسیژن یا فلوئور موجب می‌شود که این اتمها دارای بار منفی جزئی شوند.

در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو اتم شدیدا الکترونگاتیو با یک اتم هیدروژن که از طرفی بطور کووالانسی با یکی از اتمهای الکترونگاتیو و از طرف دیگر بطور الکترواستاتیکی (جاذبه مثبت به منفی) با اتم الکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی یک‌دهم تا یک‌پنجاهم قدرت یک پیوند کوالانسی متوسط است.

شرایط تشکیل پیوند هیدروژنی

• بالا بودن الکترونگاتیوی اتمهای متصل به هیدروژن: برهمین اساس است که فلوئور (الکترونگاتیوترین عنصر) ، قویترین پیوند هیدروژنی و اکسیژن (الکترونگاتیوتر از نیتروژن) ، پیوند هیدروژنی قویتری درمقایسه با نیتروژن تشکیل می‌دهد. همچنین بار مثبت زیاد بر روی اتم هیدروژن ، زوج الکترون مولکول دیگر را بشدت جذب می‌کند و کوچک بودن اندازه اتم هیدروژن سبب می‌شود که ملکول دوم بتواند به آن نزدیک شود.
• کوچک بودن اتمهای متصل به هیدروژن : پیوند هیدروژنی واقعا مؤثر فقط در ترکیبات فلوئور ، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می‌شود. با وجود اینکه دو اتم نیتروژن و کلر ، الکترونگاتیوی برابر دارند، چون اتم کلر از اتم نیتروژن بزرگتر است بر خلاف نیتروژن ، کلر پیوند هیدروژنی ضعیفی تشکیل می‌دهد.

توجیه خواص غیرعادی برخی از مواد

وجود خواص غیرعادی برخی از مواد در حالت جامد یا مایع از جمله بالا بودن دماهای ذوب و جوش ، نشان می‌دهد که نیروهای جاذبه بین مولکولی در آنها به اندازه‌ای زیاد است که نمی‌توان آن را به تأثیرهای متقابل ضعیف بین مولکولی نسبت داد. آشناترین این نوع مواد ، فلوئورید هیدروژن ، آب و آمونیاک است که بسیاری از خواص آنها از جمله دماهای جوش و ذوب آنها از دماهای جوش و ذوب ترکیبهای مشابه خود ، برای مثال H2S ، PH3 ، HCL بطور غیرمنتظره‌ای بالاتر است.

شاید تصور شود که علت این وضعیت غیر عادی ، قطبیت به نسبت زیاد این مولکولهاست. البته تا اندازه‌ای همین طور است. اما بررسی دقیق این پدیده غیر عادی نشان می‌دهد که باید نیروی جاذبه قویتر از نیروهای جاذبه دوقطبی _ دوقطبی بین مولکولهای آنها برقرار باشد.
اگر به ساختار الکترونی مولکولهای NH3, H2O , HF توجه شود، می‌توان به موردهای مشترک بین آنها پی برد. این وجه اشتراک ، وجود دست کم یک پیوند کوالانسی با اتم هیدروژن و یک اوربیتال هیبریدی ناپیوندی دو الکترونی اتم مرکزی بسیار الکترونگاتیو در هر یک از آنهاست.
اتمهای الکترونگاتیوی بالایی دارند با هیدروژن پیوند کوالانسی بشدت قطبی بوجود می‌آورند، بطوری که هیدروژن به میزان قابل توجهی خصلت یک پروتون را پیدا می‌کند. جفت الکترون ناپیوندی و قابل واگذاری روی اتم الکترونگاتیو H ، این امکان را پدید می‌آورد که اتم هیدروژن در نقش پل ، اتم‌های الکترونگاتیو دو مولکول را به یکدیگر متصل کند و نیروی جاذبه‌ بین مولکولی بوجود می‌آید که به پیوند هیدروژنی مرسوم است.

خواص ترکیبات دارایپیوند هیدروژنی

ترکیباتی که مولکولهای آنها از طریق پیوند هیدروژنی به همدیگر پیوسته‌اند، علاوه بر دارا بودن نقاط جوش بالا ، بطور غیرعادی در دمای بالا ذوب می‌شوند و آنتالپی تبخیر ، آنتالپی ذوب و گرانروی آنها زیاد است.

علت شناور بودن یخ

یخ روی آب شناور می‌ماند، زیرا به هنگام انجماد ، منبسط می‌شود. سبب این انبساط پیوند هیدروژنی میان مولکول‌های خمیده آب است ساختار خمیده یا زاویه‌ای مولکول آب ناشی از آرایش چهار وجهی چهار جفت الکترون در لایه ظرفیت یک اتم است. ساختار زاویه‌ای مولکول آب و پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب به آن معنی است که هر مولکول آب می‌تواند حداکثر با چهار مولکول آب دیگر پیوند هیدروژنی داشته باشد.

پس آب مایع را می‌توان به صورت خوشه‌هایی از مولکولهای آب تصورکرد، خوشه‌هایی که با پیوند هیدروژنی از مولکولهای آب ساخته شده‌اند و دائم در حال حرکتند. شمار مولکولها در هر خوشه و سرعت حرکت خوشه‌ها به دما بستگی دارد. با سرد شدن آب ، مجموعه‌هایی از مولکولهای آب که بسرعت در حرکت‌اند، کند می‌شوند و در نقطه انجماد به یکدیگر قلاب شده ساختمان سه بعدی منبسط شده‌ای را بوجود می‌آورند. این ساختمان گسترده‌تر موجب می‌شود که تراکم یخ کمتر از آب باشد.

ذوب شدن یخ در حدود 15% انرژی پیوند‌های هیدروژنی را می‌شکند و این امر سبب فرو ریختن ساختار می‌شود. در نتیجه مایعی متراکم حاصل می گردد.

چرا نقطه جوش آب بالا است؟

خاصیت عجیب دیگر آب ، نقطه جوش نسبتا زیاد آن است. تقریبا تمام ترکیبات هیدروژن‌دار مجاور اکسیژن و اعضای خانواده آن در دمای اتاق به حالت گازی هستند. اما آب مایع است. برای آنکه یک مولکول به حالت بخار در آید، باید انرژی جذب کند تا بتواند خود را از قید مولکولهای دیگر آزاد کند. چون آب مایع با پیوند هیدروژنی به صورت خوشه‌هایی از مولکول‌ها در می‌آید، برای شکسته شدن پیوند‌های هیدروژنی آن ، انرژی زیادی لازم است.
اما همه پیوندهای هیدروژنی شکسته نمی‌شوند و خوشه‌هایی از مولکولهای آب حتی در نزدیکی 1000 درجه سانتیگراد هنوز وجود دارند. وقتی آب گرم می‌شود، آشفتگی گرمایی پیوند هیدروژنی را می‌گسلد تا آنکه در بخار آب ، فقط جزء کوچکی از شمار پیوندهای هیدروژنی موجود در آب مایع یا جامد باقی می‌ماند. اگر پیوند محکم میان مولکولی از قبیل پیوند هیدروژنی وجود نداشته باشد، مواد معمولا بنا به جرم مولکولی خود به جوش می‌آیند.
جرم‌های مولکولی بزرگتر برای جوش آمدن به دمای زیادتری نیازمندند. عمدتا به این دلیل که ابرهای الکترونی بزرگتر آسانتر و پیچیده می‌شوند و این امر ، منجر به نیروهای لاندن بین مولکولی قویتر می‌شود.

کاربردهای پیوند هیدروژنی

پیوندهای هیدروژنی در بسیاری از مواد یافت می‌شوند. پدیده‌هایی از قبیل چسبناک شدن آب‌نبات سفت ، دیرتر خشک شدن الیاف پنبه‌ای از الیاف نایلونی‌ ، نرم شدن پوست با نایلون ، ناهنجارهای ظاهری در ماهیت آب ، همگی ناشی از همین پیوندهای هیدروژنی است.
پیوند هیدروژنی در تعیین ساختار و خواص مولکولهای سیستم‌های زنده نقش اساسی دارد. اجزای مارپیچ آلفا در ساختار پروتئین‌ها و اجزای مارپیچ دوگانه در ساختار DNA توسط پیوند هیدروژنی بهم می‌پیوندند. تشکیل و گسسته شدن پیوندهای هیدروژنی در تقسیم یافتن و سنتز پروتئین‌ها توسط آن دارای اهمیت اساسی است.

آب

آب حياتي ترين سرمايه زندگي و بدون جايگزين مي باشد . ماده اي است بي رنگ ، بي بو، بي طعم ، در حالت خالص داراي PH تقريباً 7 ، چگالي تقريباً 1g/cm ٬ در دماي 25 درجه سانتيگراد و فشار 1 اتمسفر ، در 100 درجه سانتيگراد به جوش مي آيد و در 4 درجه كاهش چگالي مي دهد و در صفر درجه يخ مي بندد.
آب در كره زمين بطور مدام به صورت باران و تبخير در جريان بوده و از يك چرخه بسته اي تبعيت مي كند . مقدار آب از ابتداي تشكيل كره زمين تاكنون همواره ثابت بوده است .

درهر مولكول آب يك اتم اكسيژن دو الكترون جفت نشده لايه ظرفيت خودرا با الكترون لايه ظرفيت دو اتم هيدروژن به اشتراك مي گذارد . اين اتم ها توسط پيوند كووالانس به هم متصل مي شوند . فرمول شيميايي مولكول آب H2O است . اتم هاي هيدروژن داراي بار مثبت دردو طرف اكسيژن با زاويه اي نزديك به 105 درجه قرارگرفته اند. و در دو طرف ديگر دوجفت الكترون هاي نا پيوندي اكسيژن قرار دارند. اين وضعيت حالتي قطبي به مولكول مي دهد .به علت قطبي بودن ٬ مولكول ها مي توانند مولكول هاي ديگر رابه سوي خود جذب نمايند. هرمولكول آب حداكثر به چهار مولكول آب ديگر توسط پيوند هيدورژني متصل مي شود .

پيوند هيدروژني نيروي ضعيفي بين اتم H و اتم الكترونگاتيو مانند N ,O ,F ازمولكول ديگر مي باشد.دراين تركيب ها اتم الگترونگاتيو جاذبه شديدي بر الكترون هاي پيوندي اعمال مي كند درنتيجه هيدروژن متصل به آن ها بارجزيي مثبت ( + δ)واتم الكترونگاتيو بار جزيي منفي (- δ ) قابل ملاحظه ايي كسب مي نمايد . كاهش ابر الكتروني روي اتم هيدروژن سبب مي شود كه اين اتم تمايل زيادي به جذب الكترون داشته باشد .ازطرفي افزايش تراكم ابر الكتروني روي عنصر الكترونگاتيو و وجود جفت الكترون هاي ناپيوندي روي آن سبب مي شود كه اين اتم تمايل به دادن الكترون ناپيوندي خود داشته باشد .

ازاين رو هنگامي كه اين مولكول ها در كنار يكديگر قرار مي گيرند اتم هيدروژن يك مولكول جفت الكترون ناپيوندي مولكول ديگر را به سوي خود مي كشد .جاذبه ايي به وجود مي آيد .( انتقال الكترون ويا اشتراك الكترون صورت نمي گيرد.)كه به آن نيروي هيدروژني مي گويند.تركيب هايي كه بين مولكول هاي آن نيروي هيدروژني وجود دارد٬ نسبت به تركيب هاي مشابه خود خواص غير عادي نشان مي دهند.

مولكول هاي آب درحالت مايع درحال حركت نامنظم هستند . به اين ترتيب كه مرتبا پيوند هاي هيدروژني بين آن ها درحال تغيير وتبديل مي باشد. تعداد پيوند هاي هيدروژني هر مولكول آب به دما بستگي دارد . انرژي جنبشي مولكول ها با افزايش دما افزايش مي يابد .هرچه دما بيشتر شود ٬ ازتعداد پيوند هاي هيدروژني نيز كاسته مي شود. فقط درحالت جامد( يخ) كه انرژي جنبشي مولكول ها به حداقل خود مي رسد بين مولكولها ي آب چهار پيوند هيدروژني وجود دارد. ومولكول ها درشبكه كريستالي ثابتي و به شكل تتراهدرال قرارمي گيرند .

تشكيل پيوند هيدروژني بين مولكول هاي آب به اين مولكول خواص ويژه ايي مي بخشد كه آن را ازمولكول هاي مشابه متمايز مي كند. بعضي از اين خواص عبارتند از

1- آب ظرفيت گرمايي بالايي دارد. به عبارتي ديگر مي‌تواند گرماي زيادي را جذب كند يا از دست بدهد بدون اينكه درجه حرارت تغيير كند. هرچه نيروي بين مولكول هاي جسمي قويتر باشد جنب وجوش مولكول ها كمتر بوده وبراي افزايش دما به گرما ي بيشتري نياز دارد.
«ظرفيت گرمايي» يک جسم ، گرماي مورد نياز براي افزايش دماي آن به اندازه يک درجه سلسيوس است.

«ظرفيت گرمايي مولي » مقدار گرماي لازم براي افزايش دماي يک مول از يک ماده به اندازه يک درجه سلسيوس درفشار ثابت ويا درحجم ثابت است و يکاي آن -1 C ْ -1 j.mol مي باشد

«ظرفيت گرمايي ويژه» گرماي مورد نياز براي افزايش دماي يک گرم از جسمي به اندازه ي يک درجه سلسيوس است.يکاي ظرفيت گرمايي j . C-1 . g -1 و يا j g-۱ .K-۱ است.

( θt تغيير دما × m جرم جسم ) / q مقدار گرماي مبادله شده = C ظرفيت گرمايي ويژه

2- آب گرماي نهان بالايي دارد. گرماي نهان٬ انرژيي است كه مقدار معيني ( يك گرم ويا يك مول ) از جسم مي گيرد . و بدون تغيير دما از حالتي به حالت ديگرتبديل مي شود .

3-آب در حالتجامد كم چگالتر از مايعمي‌باشد، به علت تشكيل حفره هاي توخالي در شبكه كريستالي يخ ٬ حجم درحالت جامد افزايش مي يابد . به همين علت يخ سبكتر از آب درحالت مايع است .

4- آب يكحلال مناسبنه تنها براي تركيب هاي قطبي و يوني مي باشد. بلكه بعضي مواد را به كمك پيوند هيدروژني درخود حل مي نمايد .همچنين گازهايي نظير اكسيژن و دي اكسيد كربن نيزدرحفره هاي به وجودآمده درنتيجه پيوند هيدروژني به دام مي اندازد. ودرنتيجه اثر القايي درخود نگه مي دارد .يكي از عللي كه در دماهاي پايين تر ميزان انحلال گاز ها در آب افزايش مي يابد.٬ همين علت است.

5- آب داراي كشش سطحي است. نیروی هیدروژنی بین مولکول های آب درسطح مایع مانند یک پوسته نازک عمل می نمایند به طوری که این اجازه رابه آب می دهند که بتواند اجسام نازک مانند یک تیغ ریش تراشی ویاگرد موادی نظیر کربن ویا یک پشه را علیرغم جرم حجمی بیشتر درسطح خودنگه دارند.

6- آب ويسكوزيته يا غلظت دارد. مقاومت بين لايه‌ها ی مایع را ويسكوزيته (گرانروی ) يا غلظت ناميده مي‌شود .

آب خالص خنثی و PH آن برابر باهفت است . مولکول های آب به مقدار جزیی یونش می یابند ( تقریبا ازهر 555 میلیون مولکول دوعدد ودریک زمان بسیار کوتاه ) . اما از آنجا که تعداد مول هایعنی غلظت + OH - , H باهم برابر است . آب خالص خنثی خواهد ماند. لازم بتذکر است که یون + H به دلیل کوچکی بیش از حدو تراکم زیاد بار الکتریکی درآن جاذبه شدیدی برجفت الکترون ناپیوندی مولکول آب وارد می کند و در محلول آبی آبپوشیده می شود وبهمین علت حداقل بایک مولکول آب دیگر پیوندداده وبه صورت یون + H3O درمی آید .

معادله تفکیک یونی آب را غالبا به صورت زیر نشان می دهند .

( H2O ( l ) + H2O ( l ) <=====> H3O+ ( aq ) + OH - (aq

14- 10 ×1 = [- KW = [H3O+].[OH

شواهد نشان می دهد . که بابیش از یک مولکول آب می تواند پیوند هیدروژنی برقرار نموده و یون های +H5O2 و +H7O3 و +H9O4 را تشکیل دهد.