Водородная связь
Связь правит миром, а миром воды — водородная связь.
Интуитивно, для человека далекого от химии водородная связь — это нечто эфемерное и легкое, что-то очень хлипкое и ненадежное, некая паутинка, способная зафиксировать не более мотылька. Подобное представление почти соответствует действительности. Однако картина не будет более полной и занимательной, если не представить бесчисленную стаю мельтешащих созданий, которые удерживаются огромным количеством паутинок. Картинка динамична. Паутинки постоянно обрываются и образуются вновь, и у мотыльков нет никаких шансов не только вырваться, но и сделать хоть какое-либо существенное телодвижение. Все это сливается в единый целостный механизм, поражающий воображение, и вы начинаете понимать, что имеете дело с масштабной неведомой организующей силой — первопричиной и восхитительного бриллианта капельки воды, и ужасающих волн цунами. И все это — слабая водородная связь.
И ничего бы этого не было, и вода не была бы водой, если бы ее молекула не была полярной, т.е. более положительной в одной части и более отрицательной в другой.
Атомы водорода, несущие частичный положительный заряд, одной молекулы воды взаимодействуют с частично отрицательным атомом кислорода другой. В результате возникает сила, удерживающая эти молекулы и стабилизирующая их безудержное движение.
Так как поляризационные заряды невелики, то и связи непрочные, поэтому они то разрушаются, то создаются вновь. Непрочность и нестабильность связей с лихвой компенсируется их множественностью и равновесной динамикой процесса разрушения и образования.
Образование водородных связей (усиление ассоциаций молекул воды) приводит к повышению температур плавления и кипения. Если бы водородные связи не существовали, то температура кипения воды могла бы быть значительно ниже. Это означает, что вода как жидкость или в виде льда при обычных условиях просто отсутствовала бы по определению.
Представление о природе водородной связи дает ключ к пониманию многих уникальных свойств воды, обусловливающих возможность Жизни на планете Земля.