科学：小学教师指南/水、溶液和pH
水是宇宙中最重要的液体。当 NASA 寻找生命时，他们会寻找水。水很重要。水很珍贵，它被许多人描述为沙漠中的凉爽，因为当它进入一个发热的人的胃时，它会给人冰冷的感觉。人类和大多数哺乳动物在没有水的情况下只能存活几天。最终的解渴剂。
水是一种极性分子，是什么让它成为极性的？像地球的南北极一样极性？是的，类似于这些概念。极性意味着具有双重性质。当一个分子是极性的，它具有不均匀的电子分布。某些原子比其他原子更“贪婪”或更具电负性，这意味着它们吸引并想要更多电子。键之间不均匀的电子分布意味着一个原子将获得比另一个原子更多的电子，这会导致一个键在一端更正，在另一端更负。 . . 一个偶极子（两个极点）
请在右边查看氧气是如何将电子密度拉向自己的？因为氧气是地球上最喜欢电子的元素之一！！ 分子的一端形成一个部分正电荷（氢原子周围），另一端形成一个部分负电荷（氧原子周围）。由于每个水分子都具有这种极性，它们彼此之间相互吸引（一个分子的正端被另一个分子的负端吸引）。这在分子之间产生了“粘性”，这些微小吸引力的影响在数百万次发生后赋予了水一些独特的性质。请记住，每个分子都在振动和移动，因此任何两个分子之间的键可能会很快断裂，但会与其他分子形成新的键。水的一些性质是这种弱键合（顺便说一下，它被称为氢键）的产物，如下所示
- 水在室温下是液体。比较水和二氧化碳以了解为什么这很不寻常：CO2比H2O重得多（一个碳和两个氧的原子量为48，而水的单个氧和两个氢的原子量为18），但CO2在室温下是气体，并且一直保持气体状态直到远低于室温。由于CO2分子彼此之间没有吸引力，因此必须将它们明显减速才能保持在一起形成固体。当水在0摄氏度（32华氏度）时变为固体，但CO2直到-78.5摄氏度（-109.3华氏度）才冻结成固体。这种固体被称为“干冰”，因为它融化时，CO2分子会立即从固体变为气体（这被称为升华）。相反，当水从固体加热时，它会变成液体，因为分子仍然彼此吸引，并防止它们彼此分离到大气中。如果你加热水分子，它们会越来越快地移动，直到有足够的能量来打破水分子之间的键，并在100摄氏度（212华氏度）时产生蒸汽（气体）。
- 水的固体密度小于液体。密度越低意味着分子之间的距离越远。通常固体的密度总是大于液体，但随着水的冷却，它们之间的吸引力使它们自行排列成一个网格，其中任何一个分子周围都有6个其他分子，形成晶体状图案。分子在这个晶体排列中冻结在适当的位置，它们之间的空间比随机弹跳的液态水分子更大。我们很幸运地拥有这种性质——否则，在冬天，湖泊会冻结成冰，从底部堆积到顶部。由于漂浮，最上面的冰层会隔离下面的湖泊，使鱼类能够在冬天生存。
- 水分子彼此之间有吸引力（内聚力），并且也吸引其他分子（附着力）。你可以通过观察从指尖上悬挂的一滴水来观察这一点——分子彼此之间以及你的皮肤之间保持连接，使水滴形成。你可以通过将水滴到纸巾上并观察它如何扩散来看到附着力。这种性质对于必须从地面吸收水分到叶子的植物很重要。植物没有心脏来抽吸液体——相反，它们有微观的通道，水分子可以向上移动。许多微薄的柱子使水能够向上移动到叶子，最终通过叶子上的微小气孔进入空气。植物需要水进行光合作用，如果没有附着力，植物永远不可能长到几英寸以上。
- 水是一种极好的溶剂。由于水的极性，它会抓住各种各样的分子，使大多数物质容易溶解在水中。当然，有些类型的分子不能很好地溶解在水中，例如油脂或油。这些分子是非极性的（分子上没有电荷）。当我们洗碗时，我们想把油脂去掉，所以我们使用肥皂——肥皂由相当大的分子组成，这些分子的一端是极性的，另一端是非极性的。肥皂分子的极性端会抓住水分子，而非极性端会抓住油脂和油分子。结果是油脂被拉开成微小的液滴，每个液滴都被几个肥皂分子包围，并被带离彼此进入水中。然而，油脂实际上从未溶解在水中，如果你让洗碗水过夜，这些微小的油滴会彼此碰撞并重新组合在一起，在早上造成令人讨厌的混乱！