En regardant l'eau couler, nous avons de la peine à imaginer que des milliards de molécules invisibles défilent sous nos yeux. Chacune d'elle est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène : H2O.

Composition

 

 

 

Les états de l'eau

L'eau est un élément caméléon, qui peut prendre trois visages : solide, liquide ou gazeux selon la température et la pression ambiantes. Ces différentes formes s'expliquent par la façon dont les molécules sont attachées entre elles : dans la vapeur d'eau elles sont indépendantes, dans l'eau liquide elles vont par paires, dans la glace elles sont groupées dans une structure hexagonale formant des cristaux.

 

 

 

 

 

 

 

L'eau gèle à 0°C et bouille à 100°C sous une pression normale ; quand la pression baisse (à une altitude plus élevée) elle bouille alors à moins de 100°C .

 

 

Quand l'eau est sous forme solide, cela signifie que ses molécules se tiennent par les oreilles de Mickey. Dans cette configuration, les molécules ne peuvent plus se déplacer mais seulement vibrer. De plus elles sont maintenues à distance fixe, avec des espaces entre elles. C'est pour cela que, en gelant, l'eau augmente de volume et fait éclater les récipients ou les roches dans lesquelles elle s'est infiltrée. Un volume plus grand pour une quantité identique entraîne une baisse de la densité, c'est pourquoi la glace flotte.

Si la température repasse au-dessus de 0°C , la structure cristalline de la glace se désorganise, et les molécules d'eau roulent librement les unes sur les autres pour redonner l'état liquide.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dans sa structure intime, la molécule d'eau se présente un peu comme une tête de mickey : la tête correspond à l'atome d'oxygène et les oreilles à ceux d'hydrogène. Ces trois atomes sont disposés en triangle, formant une sorte de compas dont l'ouverture fait un angle de 105° : l'atome d'oxygène est à la jonction des deux branches, les deux atomes d'hydrogène se trouvent aux pointes. Et il faut 10 millions de milliards de molécules pour former une seule goutte...

 

 

Quelques propriétés de cet élément

• La principale propriété chimique de l'eau est de dissoudre d'autres éléments. Il suffit de voir ce qui arrive lorsque l'on plonge du sucre, du sel, de la craie….dans de l'eau. De ce fait, elle peut attaquer les parois et ronger patiemment les roches les plus dures et ainsi creuser des ravins.
• Elle peut également dissoudre des gaz présents dans l'air comme le gaz carbonique ou l'oxygène. Cela explique pourquoi l'eau à l'état naturel n'est jamais pure : elle contient toujours un autre élément que l'oxygène et l'hydrogène.
• Les propriétés physiques de l'eau sont nombreuses. L'eau ne peut pas se comprimer, ni diminuer de volume, même si on lui fait subir une pression forte. C'est le principe de Pascal. Si on enfonce un objet dans l'eau, elle aura tendance à le repousser vers le haut. C'est le principe d'Archimède.
• L'eau augmente de volume quand elle se transforme en glace. C'est la seule substance capable d'accomplir un tel phénomène.
• L'eau est un fournisseur d'énergie. Cette énergie sert depuis longtemps à faire tourner des roues à eau et des moulins. L'eau peut aussi fournir de l'énergie en se transformant en vapeur. Cette propriété est utilisée dans toutes les centrales thermiques.
• L'eau est un très bon conducteur, par exemple pour transporter de l'énergie. L'eau conduit beaucoup mieux la chaleur qu'un autre liquide. Le chauffage central des habitations utilise cette propriété. L'eau conduit également très bien l'électricité, ce qui peut présenter des dangers.