科學：小學教師指南/水、溶液和pH
水是宇宙中最重要的液體。當 NASA 尋找生命時，他們會尋找水。水很重要。水很珍貴，它被許多人描述為沙漠中的涼爽，因為當它進入一個發熱的人的胃時，它會給人冰冷的感覺。人類和大多數哺乳動物在沒有水的情況下只能存活幾天。最終的解渴劑。
水是一種極性分子，是什麼讓它成為極性的？像地球的南北極一樣極性？是的，類似於這些概念。極性意味著具有雙重性質。當一個分子是極性的，它具有不均勻的電子分佈。某些原子比其他原子更“貪婪”或更具電負性，這意味著它們吸引並想要更多電子。鍵之間不均勻的電子分佈意味著一個原子將獲得比另一個原子更多的電子，這會導致一個鍵在一端更正，在另一端更負。 . . 一個偶極子（兩個極點）
請在右邊檢視氧氣是如何將電子密度拉向自己的？因為氧氣是地球上最喜歡電子的元素之一！！ 分子的一端形成一個部分正電荷（氫原子周圍），另一端形成一個部分負電荷（氧原子周圍）。由於每個水分子都具有這種極性，它們彼此之間相互吸引（一個分子的正端被另一個分子的負端吸引）。這在分子之間產生了“粘性”，這些微小吸引力的影響在數百萬次發生後賦予了水一些獨特的性質。請記住，每個分子都在振動和移動，因此任何兩個分子之間的鍵可能會很快斷裂，但會與其他分子形成新的鍵。水的一些性質是這種弱鍵合（順便說一下，它被稱為氫鍵）的產物，如下所示
- 水在室溫下是液體。比較水和二氧化碳以瞭解為什麼這很不尋常：CO2比H2O重得多（一個碳和兩個氧的原子量為48，而水的單個氧和兩個氫的原子量為18），但CO2在室溫下是氣體，並且一直保持氣體狀態直到遠低於室溫。由於CO2分子彼此之間沒有吸引力，因此必須將它們明顯減速才能保持在一起形成固體。當水在0攝氏度（32華氏度）時變為固體，但CO2直到-78.5攝氏度（-109.3華氏度）才凍結成固體。這種固體被稱為“乾冰”，因為它融化時，CO2分子會立即從固體變為氣體（這被稱為昇華）。相反，當水從固體加熱時，它會變成液體，因為分子仍然彼此吸引，並防止它們彼此分離到大氣中。如果你加熱水分子，它們會越來越快地移動，直到有足夠的能量來打破水分子之間的鍵，並在100攝氏度（212華氏度）時產生蒸汽（氣體）。
- 水的固體密度小於液體。密度越低意味著分子之間的距離越遠。通常固體的密度總是大於液體，但隨著水的冷卻，它們之間的吸引力使它們自行排列成一個網格，其中任何一個分子周圍都有6個其他分子，形成晶體狀圖案。分子在這個晶體排列中凍結在適當的位置，它們之間的空間比隨機彈跳的液態水分子更大。我們很幸運地擁有這種性質——否則，在冬天，湖泊會凍結成冰，從底部堆積到頂部。由於漂浮，最上面的冰層會隔離下面的湖泊，使魚類能夠在冬天生存。
- 水分子彼此之間有吸引力（內聚力），並且也吸引其他分子（附著力）。你可以透過觀察從指尖上懸掛的一滴水來觀察這一點——分子彼此之間以及你的皮膚之間保持連線，使水滴形成。你可以透過將水滴到紙巾上並觀察它如何擴散來看到附著力。這種性質對於必須從地面吸收水分到葉子的植物很重要。植物沒有心臟來抽吸液體——相反，它們有微觀的通道，水分子可以向上移動。許多微薄的柱子使水能夠向上移動到葉子，最終透過葉子上的微小氣孔進入空氣。植物需要水進行光合作用，如果沒有附著力，植物永遠不可能長到幾英寸以上。
- 水是一種極好的溶劑。由於水的極性，它會抓住各種各樣的分子，使大多數物質容易溶解在水中。當然，有些型別的分子不能很好地溶解在水中，例如油脂或油。這些分子是非極性的（分子上沒有電荷）。當我們洗碗時，我們想把油脂去掉，所以我們使用肥皂——肥皂由相當大的分子組成，這些分子的一端是極性的，另一端是非極性的。肥皂分子的極性端會抓住水分子，而非極性端會抓住油脂和油分子。結果是油脂被拉開成微小的液滴，每個液滴都被幾個肥皂分子包圍，並被帶離彼此進入水中。然而，油脂實際上從未溶解在水中，如果你讓洗碗水過夜，這些微小的油滴會彼此碰撞並重新組合在一起，在早上造成令人討厭的混亂！