How polarity makes water behave strangely - Christina Kleinberg

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Mark Freehoff

How come some insects are able to walk

למה חרקים יכולים ללכת

on the surface of a pond,

על פני המים באגם,

but you quickly sink to the bottom

אבל אתם שוקעים במהירות לקרקעית

when you try to walk on water?

כשאתם הולכים על מים?

And why do lakes freeze from the top down in winter?

ולמה אגמים קופאים מלמעלה למטה בחורף?

In a word, the answer to all these questions is polarity.

במילה אחת, התשובה לכל השאלות האלו היא קוטביות.

Water is a simple molecule

מים הם מולקולה פשוטה

made up of one oxygen atom and two hydrogen atoms,

עשויה מאטום חמצן אחד ושני אטומי מימן,

but it is essential to life.

אבל הם חיוניים לחיים

In fact, water makes up approximately 60%

למעשה, מים הם 60% בערך

of the adult human being's body weight.

ממשקל גוף אדם מבוגר.

The polarity within those water molecules

הקוטביות בתוך מולקולות המים האלו

gives this common substance the properties

נותנות לחומר הנפוץ הזה את התכונות

that make it unique and life-sustaining.

שעושות אותו יחודי ומקיים חיים.

Polarity refers to the unequal sharing

קוטביות מתייחסת לחלוקה הלא שווה

of electrons within a molecule.

של אלקטרונים בתוך המולקולה.

For water, the bonding between the oxygen atom

למים, הקשר בין אטום החמצן

and two hydrogen atoms within a single water molecule

ושני אטומי המימן בתוך מולקולת מים יחידה

is like a tug-of-war between a big, strong football player

הוא כמו משיכת חבל בין שחקן פוטבול גדול וחזק

and a cute little toddler.

ופעוט קטן וחמוד.

Oxygen is a larger atom,

חמצן הוא אטום גדול,

with more protons in its nucleus than hydrogen.

עם יותר פרוטונים בגרעין ממימן.

These positive charges are like a person's physical strength.

המטענים החיוביים האלה הם כמו הכוח הפיסי של אדם.

They're able to attract

הם מסוגלים למשוך

the negatively charged electrons in the bond,

את האלקטרונים הטעונים שלילית בקשר,

just like a strong individual is able to overpower

בדיוק כמו שאדם חזק מסוגל לגבור

a weaker individual in a tug of war.

על אדם חלש במשיכת חבל.

So, oxygen is able to attract

אז, חמצן מסוגל למשוך

more than its fair share of electrons.

יותר אלקטרונים.

Because hydrogen is smaller and has less strength,

בגלל שמימן קטן יותר ויש לו פחות כוח,

or fewer protons,

או פחות פרוטונים,

it loses the tug of war

הוא מפסיד במשיכת החבל

and attracts fewer than its fair share of electrons.

ומושך פחות אלקטרונים.

So, the oxygen in water behaves as though it's negative,

אז, החמצן במים מתנהג כאילו הוא שלילי,

and the hydrogens behave as though they're positive.

והמימנים מתנהגים כאילו הם חיוביים.

The bonds within a single water molecule

הקשרים בתוך מולקולת מים בודדת

are called polar covalent bonds.

נקראים קשרים פולריים קובלנטיים.

Covalent means that the electrons are shared.

קובלנטי משמעו שהאלקטרונים משותפים.

But, as we just learned,

אבל, כמו שלמדנו עכשיו,

polar means that these electrons are not shared equally.

פולארי משמעו שהאלקטרונים האלה לא מחולקים בצורה שווה.

In water, the oxygen acts negative

במים, החמצן המתנהג כשלילי

and the hydrogens act positive.

והמימן החיובי.

Since negative and positive attract,

מאחר ושלילי וחיובי נמשכים,

that oxygen is attracted to the hydrogen atoms

החמצן הזה נמשך לאטומי המימן

in neighboring water molecules.

במולקולות מים שכנות.

A special type of bond forms between water molecules,

סוג מיוחד של קשר נוצר בין מולקולות מים,

known as a hydrogen bond.

שידוע כקשר מימן.

Hydrogen bonds don't just happen in water either.

קשרי מימן גם לא קורים רק במים.

They can form between a water molecule

הם יכולים להווצר בין מולקולת מים

and different substances that are polar or ionic.

וחומר אחר שהוא פולרי או יוני.

Water's ability to stick to itself is called cohesion,

היכולת של מים להדבק לעצמם נקראת קשירות,

while water's ability to stick to other substances

בזמן שהיכולת של מים להדבק לחומרים אחרים

is called adhesion.

נקראת דביקות.

Now, think back to the initial questions.

עכשיו, חישבו אחורה לשאלה הראשונה.

First, why are some insects able to walk on water?

ראשית, למה כמה חרקים מסוגלים ללכת על מים?

Surface tension due to hydrogen bonding

מתח פנים שנגרם מקשרי מימן

creates a thin film on the surface of water

יוצר פילם דק על פני המים

that gives enough resistance

שנותן מספיק התנגדות

for super-light insects to walk on.

לחרקים סופר קלים כדי ללכת.

You can't walk on it

אתם לא יכולים ללכת על המים

because the hydrogen bonds aren't strong enough

מפני שקשרי המימן לא חזקים מספיק

to hold you up.

כדי להחזיק אתכם.

Why does ice float on top of liquid water?

למה קרח צף על פני המים?

For most other substances,

לרוב החומרים,

the solid state is more dense than the liquid state,

המצב המוצק הוא דחוס יותר מהמצב הנוזלי,

but that is not the case for water!

אבל זה לא המקרה למים!

Hydrogen bonds keep water molecules

קשרי מימן שומרים על המולקולות

farther apart in frozen water than in liquid water.

רחוקות יותר במים קפואים מאשר במים נוזליים.

The farther apart the molecules are,

כמה שהמולקולות רחוקות יותר,

the less dense that solid is.

המוצק פחות דחוס.

So ice is about 9% less dense than water,

אז קרח הוא 9% פחות דחוס ממים,

which means it floats on the top.

מה שאומר שהוא צף על פניהם.

That's why lakes freeze from the top down

זו הסיבה שאגמים קופאים מלמעלה למטה

and aquatic life is able to survive

והחיים במים מסוגלים להתקיים

through a cold winter every year.

במשך החורף הקר כל שנה.

It is the polarity of the water molecule

זו הקוטביות של מולקולות המים

and the resulting hydrogen bonding

וכתוצאה מכך קשרי המימן

that account for water's unique properties.

שגורמים לתכונות המיוחדות של המים.

So, the reason that water is so special,

אז, הסיבה שמים כל כך מיוחדים,

from inside your cells

מתוך תאיכם

to the world's oceans,

לאוקיינוסי העולם,

is simply because it is a polar molecule.

היא פשוט מפני שזו מולקולה קוטבית.