მერე რა, რომ სუსტია სუსტი წყალბადური ბმა…

თქვენ როგორ ფიქრობთ? მართლა არ მოითხოვს დაფიქრებას? კითხვა განსაზღვრებასაც შეიცავს, განსაზღვრება კი ისევე ემორჩილება დიდი აინშტაინის ფარდობითობის თეორიას, როგორც სხეულის მასა და სიჩქარე.

აქედან გამომდინარე, სუსტი შეიძლება ყოველთვის სულაც არ იყოს “სუსტი”. ჩემი მოსაზრების დასამტკიცებლად, როგორც მჩვევია, მოლეკულებს მოვიშველიებ.

ქიმიაში ცნობილია ერთი კანონზომიერება – რაც უფრო დიდია ნივთიერების მოლეკულური მასა, მით უფრო მაღალია მისი დუღილის ტემპერატურა. ეს წესი მოქმედებს როგორც ჰომოგიური რიგის შიგნით, ისე კლასებს შორისაც. მაგალითად, ეთანს მეთანზე მაღალი დუღილის ტემპერატურა აქვს, მაგრამ უფრო დაბალი, ვიდრე ბუტანს, ეთანოლი უფრო ადვილად ათუხთუხდება კოლბაში, ვიდრე ბუტილის სპირტი და ა.შ. როგორც მოგახსენეთ, ეს კანონზომიერება სამართლიანია კლასებს შორისაც, მაგრამ არა ყოველთვის (ფარდობითობის თეორიის კიდევ ერთი გამოვლინება).

მოდი, ერთმანეთს შევადაროთ პენტანი და წყალი. პირველის მოლეკულური მასა 72-ია. წყლის მოლეკულა მასთან შედარებით კაფანდარაა – სულ რაღაც 18 ერთეულს იწონის. მაგრამ ეს იმას არ ნიშნავს, თითქოს წყალი ადვილად ხელწამოსაკრავი ნაერთი იყოს…

ორივე ნაერთი მოვათავსოთ თავღია ჭურჭელში და ქურაზე შემოვდგათ. კოლბა ოდნავ შეთბება თუ არა, პენტანი “გაქრობას” – აორთქლებას დაიწყებს. მისი დუღილის ტემპერატურა 36 გრადუსია ცელსიუსით, ამიტომ ხელისგულზე რომ დავისხათ, იქაც კი დაიწყებს დუღილს. წყლის ადუღება კი ყოველ დილას გვიწევს და ადვილად წარმოიდგენთ, რა დრო (და ენერგია) სჭირდება.

საიდან აქვს წყლის მოლეკულას ასეთი შეძლება? ამ ერთი ციცქნა სტომაქში როგორ ეტევა ამდენი ენერგია?

ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად კოლბაში შევიხედოთ და მოლეკულებს დავაკვირდეთ.

მოლეკულები პატარა ბავშვებივით არიან – გამუდმებით ბორგავენ, ხტიან, “თამაშობენ”. ქურაზე შემოდგმული კოლბა გაცხელებას ფსკერიდან იწყებს, ამიტომ სითბოს (ენერგიის) შეტევას პირველები ის მოლეკულები იგრძნობენ, რომლებიც ხეტიალისას კოლბის ფსკერთან აღმოჩნდებიან. ისინი შთანთქავენ ამ სითბოს და უფრო ენერგიულად იწყებენ მოძრაობას, უფრო დიდი სიჩქარით ეჯახებიან მათ, ვინც წინ გადაეღობებათ და დაჯახებისას თავიანთ მოჭარბებულ ენერგიას გადასცემენ. ასე გაგრძელდება, სანამ ქურა ენთება და არ შეწყდება ენერგიის გარედან გადაცემა. მაგრამ საზღვარი ყველაფერს აქვს, მათ შორის – მოლეკულების ამტანობასაც. ზოგიერთ მათგანს ნებისყოფა მალევე ღალატობს, თანამოძმეებს ტოვებს და ატმოსფეროს უკიდეგანო სივრცეში ეძებს თავშესაფარს.

მოლეკულა რაც უფრო მძიმეა, მით უფრო ზანტია, შესაბამისად, მით მეტი ენერგიაა საჭირო, რომ სითხის მიტოვება აიძულო. მაგრამ წყალი?! რა აძლევს ამ ერთი ციცქნა მოლეკულას ამდენ ძალას, მთელ 100 გრადუსამდე გაუძლოს ენერგიის შეტევას? სიყვარული და თანადგომა! ეს კი მოლეკულებს შორის წყალბადური ბმით გამოიხატება.

პენტანის მოლეკულა ეგოისტია, მხოლოდ საკუთარი თავით ცხოვრობს და თანამოძმეებს, რომელთა გვერდითაც, ვინ იცის, რამდენი საუკუნე გაუტარებია დედამიწის წიაღში, მხოლოდ ხელის ჩამორთმევით, მყისიერი შეხებით თუ იცნობს. ასეთ საზოგადოებაში აგრესორს ყველა ცალ-ცალკე ებრძვის, ამიტომ მალე მარცხდებიან და ცალ-ცალკე გარბიან თავის გადასარჩენად.

ბუნება მართალაც რომ გენიოსი შემოქმედია. იგი თავის ქმნილებებს სიცოცხლესთან ერთად თავის გადასარჩენ იარაღსაც აძლევს: ვეფხვს კლანჭები აქვს, ზღარბსა და ვარდს – ეკლები, მამაც მეომარს – მკლავი და აბჯარი, სუსტს – ეშმაკობა, ჭკვიანს – თანადგომა და ერთობა…

წყლის მოლეკულას არც კლანჭები აქვს, არც ეკლები, არც მახვილისა და აბჯრის ტარება შეუძლია, მაგრამ მას აქვს ერთობა – ყველაზე ეფექტური იარაღი მომხდურთან გასამკლავებლად.

მაგრამ რის ხარჯზე მიიღწევა ეს ერთობა? თუ წყლის მოლეკულას კარგად დავაკვირდებით, ძალიან საინტერესო (და პატარა ერებისთვის ფრიად საგულისხმო) ფაქტს აღმოვაჩენთ. წყლის მოლეკულა ორი სხვადასხვა, დიამეტრულად განხსხვავებული ხასიათის ნივთიერების – ჟანგბადისა და წყალბადის – ატომებისგან შედგება. თითოეულ მათგანს აქვს სხვადასხვა წარმოდგენა ელექტრონის დასაკუთრების თაობაზე და სხვადასხვა ძალაუფლება (ელექტროუარყოფითობა) მათზე. ეს, ცხადია, მათ შორის დაძაბულობას წარმოშობს, მაგრამ ჰყოფნით გონიერება, მათი შემაერთებელი ძირითადი ხაზი – კოვალენტური ბმა – არ გაწყვიტონ (რასაც ვერ ვიტყვით HCl-ის მოლეკულაზე, სადაც სრული პოლარიზაცა და იონებად დაშლა ხდება). ჟანგბადსა და წყალბადს შორის ელექტრონების გონივრული გადანაწილების შედეგად კი მოლეკულა იღებს დიპოლის (სხვადასხვა პოლუსების მატარებელი ნაწილაკის) სახეს და სწორედ ეს უზრუნველყოფს მდგრადი საერთო სისტემის ჩამოყალიბებას. წყლის მოლეკულები ერთმანეთს წყალბადური ბმებით უკავშირდებიან და წარმოქმნიან უზარმაზარ ასოციატებს:

აი, ამ ერთი შეხედვით სუსტი წყალბადური ბმების შედეგად ხდება მდგრადი წყლის მოლეკულა. როდესაც წყლის ადუღებას ანუ რომელიმე ერთი მოლეკულის სითხიდან “ამოგლეჯას” ვცდილობთ, ბაგირის ერთ მხარეს ჩვენ ვდგავართ, ხოლო მეორე მხარეს – უამრავი მოლეკულა. ამიტომაც გვჭირდება დიდი ძალიასხმევა – მთელი 100°C.

დაბოლოს, დააკვირდით, როდის გამოსცემს ყველაზე დიდ ხმას გაზქურაზე შემოდგმული ჩაიდანი – ადუღების წინ, ანუ მანამდე, სანამ სისტემა ჯერ კიდევ ერთიანია. ამ დროს მოლეკულების ვნებათაღელვა პიკს აღწევს, ისინი უკვე ხვდებიან, რომ განწირულნი არიან და თავიანთ კარ-მიდამოს გლოვობენ. გაივლის სულ ცოტა ხანიც და მოხდება პირველი ამოფრქვევა – დასაწყისი ერთიანობის რღვევისა. ჩაიდანიც დუმდება და ახრჩოლებულ, აკვამლებულ ციხესიმაგრეს ემსგავსება….

P. S. ვინმემ რომ ჩემი მასწავლებლების ჩამოთვლა მთხოვოს, აუცილებლად დავასახელებ რამდენიმე გვარსა და სახელს (ზოგიერთ მათგანს არც კი შევხვედრივარ) და, უსათუოდ,_მოლეკულებს. მე დღესაც ბევრს ვსწავლობ მათგან…