生物的化学:水

水

水是人类已知的最独特的分子之一，也是生物系统中最重要的分子之一。水不仅以三种物质状态(固体、液体、气体)存在于自然界中，它还覆盖了地球的75%，大约占人体的78%。

水的独特性来自于它的分子结构。因为它是极性共价分子，所以在两端都有轻微的正电荷和轻微的负电荷。检查插图水分子注意两个重要的特征。首先，注意轻微的正极和负极的位置。第二，观察到水分子是弯曲的，不是直线或直的。

因为水是一种弯曲的、部分极性的分子，它具有以下生物学上的重要特征:许多水分子结合后会形成什么?它们对地球上生命的创造和维持都至关重要:

• 极性
• 氢键
• 凝聚力
• 表面张力

极性

极性简单地说就是分子有正电荷和负电荷的一端。更重要的是，水的极性负责有效地溶解其他极性分子，如糖和离子化合物，如盐。离子化合物溶于水形成离子。记住这一点很重要，因为要发生大多数生物反应，反应物必须溶解在水中。因为水能溶解如此多的普通物质，所以它被称为水普遍的溶剂．不能被水溶解的物质(如油)被称为脂溶性物质，是强共价键结合的非极性、非离子化合物。不溶性物质是水的绝佳容器，如细胞膜和细胞壁。

氢键

当水分子相互排列时，一个水分子中带负电的氧原子和相邻水分子中带正电的氢原子之间就会形成弱键。氢原子和相邻原子之间经常形成的弱键是氢键氢键．氢键在生物体中非常普遍;例如，氢键在DNA碱基之间形成，帮助将DNA链连接在一起。氢键赋予水分子两个额外的特性:内聚力和表面张力。

凝聚力

由于水中存在广泛的氢键，分子倾向于以规则的方式相互粘在一起。这种现象叫做凝聚力当你小心地往杯子里倒满水，观察水分子在杯沿上方聚集在一起，直到重力超过氢键，水分子从杯子的一侧溢出来。同样，水的内聚性使高大的树木能够从地下水源将水带到它们最高的叶子上。

表面张力

一种特殊类型的内聚是表面张力．当系统外部的水分子排列在一起，并通过氢键结合在一起，产生类似于原子构成的网的效果时，水表面的张力就产生了。例如，水的表面张力使水蜘蛛能够在水面上行走。