Su moleküllerinin özellikleri nelerdir?

1.       Bir su molekülü iki hidrojen atomu ile bir oksijen atomunun birleşmesinden oluşur. Katı, sıvı veya gaz halindeki suyun kimyasal formülü hep aynı sadece atomlarının sıralanışı farklıdır. Oluşurken oksijen atomunun her yörüngesi bir hidrojen atomunun  yörüngesi ile üst üste gelerek  kovalent bağ oluşturur.  Bir su molekülündeki hidrojenler oksijen ile 105°lik bir açı ile birleşirler.  Bu nedenle hidrojenlerin ağırlık merkezi oksijen atomunun dışına rastlar ve böylece oksijen tarafı negatif hidrojenlerin ağırlık merkezi de pozitif olur. Atomların bu şekilde düzenlenmesi ve elektriki yük durumu suya fiziksel ve kimyasal bakımdan çok yönlülük sağlar. Su molekülü elektriki olarak kutuplaşmıştır. (+) yük bir tarafta (-) yük diğer taraftadır.  Böylece bir su molekülü elektriki bir ortamda pozitif kutbunu negatif yöne  (-) kutbunu (+) yöne çevirerek dipol olur. Bir çift eşit ve zıt elektik yükünü kapsadığı için moleküler iki kutuplu (dipolar) denir. Zıt yük merkezleri arasında ki. mesafe  kutuplaşmanın  kuvvet kaynağını oluşturur. Buna iki kutuplu kuvvet (dipol moment) veya hareket meydana getirme yeteneği adı verilir. Suyun dipol momenti çok yüksektir. Bu da iyonik bileşiklerde suyun çok iyi bir çözücü olmasını sağlar.

Katı haldeki suda yani buzda su molekülleri oldukça düzenli bir kafes oluşturur. Bu durumda moleküller belli aralıklar ve belli bir düzende hidrojen bağları ile bağlanırlar her molekül dört komşuya, üç boyuta, dört yüzlü bir yapıda bağlandığından, buz açık ve delikli bir yapıya sahip olur. Bu yapı buza oldukça düşük yoğunluk sağladığından buz, su üzerinde yüzer.

Buz ısınırken hidrojen bağları yıkılmaya başlar ve moleküller serbest hareket edebilir hale gelir. 0° C da yani tam erime noktasında hidrojen bağlarının çoğu açık yapıyı korumakta olduğundan bu sıcaklıkta eriyen buzun yoğunluğu hala suyunkinden azdır. Sıcaklık arttıkça 

daha fazla hidrojen bağı yıkılır. Bağların %15i  yıkıldığı zaman buz tamamen erir. (+)4°C a kadar ki ısınma suyun yoğunluğunu arttırır.

Adi suyun hidrojen atom ağırlığı 1, oksijenin ki 16tıdır.  Fakat bazen farklı durumlar olabilir çünkü bu elementlerin izotopları vardır. Az da olsa bazen saf suda bu izotoplar bulunabilir.

İzotop: bir elementin aynı atom sayılı, farklı atomik kütleye ve biraz farklı özelliklere sahip olan şeklidir izotop. Hidrojen izotopları (2H) Deuterium ve (3H) tritium adi hidrojenin kütlesinin  2 ve 3 katıdırlar. Bunlar Oksijen ile birleşince deuteriumoksit (ağırsu) veya 3 Hidrojenli su meydana gelir. Bunların her birinin önemli bilimsel ve endüstriyel kullanım alanı vardır.  Aynı şekilde oksijenin izotopları oksijen 17 ve oksijen 18 de sularda bulunur. Fakat bu izotoplar daha azdır.