رفتار آب و سایر مولکول ها در میدان الکتریکی

آب تنها ماده ای است که به هر سه حالت جامد، مایع و گاز (بخار) در طبیعت یافت می شود. وجود و تبدیل این حالت ها به یکدیگر زندگی را در سیارۀ آبی ممکن و دلپذیر ساخته است. آب ویژگی های گوناگون و شگفت انگیزی دارد. از جملۀ آنها توانایی حل کردن اغلب مواد، افزایش حجم هنگام انجماد و داشتن نقطۀجوش بالا و غیر عادی است.

با آزمایش انحراف باریکۀ آب به وسیلۀ شانه یا میلۀ شیشه ای مالش داده شده به موهای خشک آشنا هستید آزمایشی که در آن باریکۀ آب از راستای طبیعی خود منحرف می شود. میلۀ شیشه ای از لحاظ بار الکتریکی خنثی است، اما بر اثر مالش به موی خشک، دارای بار الکتریکی منفی خواهد شد. در این شرایط مولکول های آب به سوی آن جذب می شوند.

این رفتار مولکول های آب از ویژگی های ساختاری آن سرچشمه می گیرد. شکل مولکول آب خمیده V) شکل( بوده و در آن هر اتم هیدروژن با یک پیوند اشتراکی یگانه به اتم مرکزی )اکسیژن) متصل است. نوع اتم های سازنده و ساختار خمیدۀ مولکول آب، نقش تعیین کننده ای در خواص آن دارد. هنگامی که این مولکول ها در یک میدان الکتریکی قرار می گیرند، جهت گیری می کنند.

شکل زیر جهت گیری مولکول های آب در میدان الکتریکی را نشان می دهد.

نحوۀ جهت گیری مولکول های آب در میدان الکتریکی نشان می دهد که اتم اکسیژن، سر منفی و اتم های هیدروژن، سر مثبت مولکول را تشکیل می دهند. شیمی دان ها به مولکول هایی مانند آب که در میدان الکتریکی جه تگیری می کنند، مولکول های دوقطبی یا قطبی می گویند. این درحالی است که مولکول های سازندۀ ترکیب هایی مانند گاز اکسیژن (O₂)، کربن دی اکسید (CO₂) و متان  (CH₄)در میدان الکتریکی جهت گیری نمی کنند. چنین مولکول هایی، ناقطبی نامیده می شوند.