ازمایشگاه شیمی فیزیک

اثرات تشکیل پیوند هیدروژنی را می توان در خواص آب مشاهده کرد. برای مثال وقتی آب منجمد می شود هر مولکول آب از طریق پیوند هیدروژنی به چهار مولکول دیگر آب متصل می شود.

اثرات تشکیل پیوند هیدروژنی را می توان در خواص آب مشاهده کرد. برای مثال وقتی آب منجمد می شود هر مولکول آب از طریق پیوند هیدروژنی به چهار مولکول دیگر آب متصل می شود. دو اتم هیدروژنی که بخشی از مولکول آب مرکزی هستند به اتم های اکسیژن دو مولکول دیگر آب جذب می شوند. اتم های هیدروژن از دو مولکول دیگر آب جذب اکسیژن در مولکول آب مرکزی می شوند. این سختار بلوری باز حجم زیادی را اشغال می کند.
وقتی یخ ذوب می شود بسیاری از پیوند های هیدروژنی آن شکسته می شوند. همچنان که تعدادی از پیوندها شکسته می شوند، شبکه یخ فرو می ریزد. مولکول های آب به یکدیگر نزدیک می شوند. همان تعداد مولکول اینک فضای کمتری را اشغال کرده اند. بنابراین، آب مایع، چگالتر از یخ است. وقتی آب را در دمای بالاتر از صفر درجه سانتی گراد گرم کنیم، پیوند های هیدروژنی شکسته می شوند و مولکول ها باز هم به یکدیگر نزدیک تر می شوند. در 98/3 درجه سانتی گراد اکثر پیوند های هیدروژنی شکسته شده اند بالاتر از 98/3 درجه سانتی گراد، آب با افزایش دما منبسط می شود.
با توجه به سبک بودن یخ نسبت به آب، در دریاچه ها و رود خانه یخ در سطح آب شناور می ماند. این لایه یخ لایه های زیرین آب را از منجمد شدن حفظ می کند. بنابراین بعضی از موجودات آبزی می توانند در سرمای زمستان زنده بمانند.
کشش سطحی و صعود در لوله موئین
یک سوزن و یک لیوان آب تهیه کنید. به کمک پنس سوزن را به دقت روی سطح آب قرار دهید. مطمئن باشید که دست های شما پنس یا سوزن صابونی نباشد. با کمی تمرین می توانید سوزن را در سطح آب قرار دهید. چرا سوزن در آب فرو نمی رود؟ آیا هرگز در لیوان آب ریخته اید که سطح مایع بالاتر از لبه لیوان باشد؟
ذره ها در سطح مایع خواص ویژه ای دارند. زیر این ذره ها تحت تاثیر نیروهای نامتوازنی قرار دارند. به کمک این نیروهای نامتوازن می توان کشش سطحی یا کشسانی ظاهری سطح را توضیح داده شما می توانید با تکان دادن لیوانی که لبریز از آب است تعادل نیروهایی که در سطح مایع برقرار است از بین می رود و مایع سرریز می شود.
ذره ها در درون مایع در تمام جهات تحت تاثیر نیروهای جاذبه هستند. اما ذره های سطح مایع از پهلوها و به طرف پایین تحت تاثیر نیروهای جاذبه هستند بنابراین ذره ها در سطح مایع نیروی خالصی را در جهتی عمود بر سطح مایع تجربه می کنند. این نیروی خالص نه تنها کشش سطحی را توجیه می کند بلکه همچنین به کمک آن می توان توضیح داد چرا مایعات به هنگام سقوط قطره های کروی تشکیل می دهند از آن جا که کره کمترین سطح را برای یک حجم معین دارد قطره مایع شکل کروی اختیار می کند.
نیروهای نامتوازن توجیهی برای پدیده صعود موئینه ای است. صعود موئینه ای یا اثر موئینه ای بالا رفتن مایع در لوله ای با قطر کوچک است. چنان چه بین مایع و دیواره جامد لوله موئینه، نیروی جاذبه ای وجود داشته باشد، مایع در لوله موئین صعود می کند. نیروی جاذبه بین مولکول های آب و شیشه نیروی نامتوازن مولکول های سطح آب را سست می کند. آب شروع به بالا رفتن می کند تا این که نیروهای مختلف (جاذبه بین شیشه و آب، جاذبه بین مولکول های آب و نیروی گرانشی روی ستون آب) با هم به توازن برسند. صعود موئینه ای روشی برای اندازه گیری کشش سطحی است. مقدار کشش سطحی به چگالی مایع، شعاع لوله موئینه، نیروی گرانشی روی ستون مایع و ارتفاع صعود مایع ربط داده می شود.
هم کشش سطحی آب و هم کشش سطحی جیوه در دمای اتاق بالاست. اما کشش سطحی جیوه بیش تر است. آب به سهولت در لوله موئینه بالا می رود، در حالی که جیوه پایین می رود. جیوه سطح شیشه را مرطوب نمی کند. به عبارت دیگر نیروی جاذبه بین جیوه و شیشه برای غلبه بر نیروی جاذبه ای که بین اتم های جیوه وجود دارد، کافی نیست. 
     چرا دمای جوش و انجماد آب به طور غیر عادی بالا رفته است؟
تشکیل پیوند هیدروژنی و اتصال پیوند نسبتا محکم بین مولکول های آب، موجب افزایش نیروهای جاذبه بین مولکولی می شود. در نتیجه دمای جوش آب، افزایش می یابد و فرار مولکول ها از سطح مایع به وسیله گرما دشوار تر می شود و بر اثر آن، دمای جوش آب به طور غیر عادی بالا می رود.

.