Яка речовина вода?

Яка речовина вода?
Вода речовина звичне і незвичайне. Відомий радянський вчений академік І. В. Петрянов свою науково популярну книгу про воду назвав незвичайна речовина в світі.

А доктор біологічних наук Б. Ф. Сергєєв почав свою книгу Цікава фізіологія з глави про воду Речовина, яка створила нашу планету. Учені мають рацію: немає на Землі речовини більш важливого для нас, ніж звичайна вода, і в той же час не існує іншого такого ж речовини, у властивостях якої було б стільки протиріч та аномалій, скільки в її властивостях. Майже 60% поверхні нашої планети зайнято океанами і морями. Твердою водою снігом і льодом покрито 20% суші.

Із загальної кількості води на Землі рівного 1 млрд. 386 млн. кубічних кілометрів, 1 млрд.

338 млн. кубічних кілометрів доводиться на частку солоних вод Світового океану, і тільки 35 млн. кубічних кілометрів доводиться на частку прісних вод. Всього кількості океанічної води вистачило б на те, щоб покрити нею земну кулю шаром більш 2, 5 кілометрів.

На кожного жителя Землі приблизно доводиться 0, 33 кубічних кілометрів морської води і 0, 008 кубічних кілометрів прісної води. Але труднощі в тому, що переважна частина прісної води на Землі знаходиться в такому стані, який робить її важкодоступною для людини.

Майже 70% прісних вод укладене в льодовикових покривах полярних країн і в гірських льодовиках, 30% — у водоносних шарах під землею, а в руслах всіх річок містяться одночасно всього лише 0, 006% прісних вод. Молекули води знайдені в міжзоряному просторі.

Вода входить до складу комет, більшості планет сонячної системи і їх супутників. Ізотопний склад. Існують дев’ять стійких ізотопних різновидів води.

Зміст їх в прісній воді в середньому наступне: 1Н216О 99, 73%, 1Н218О 0, 2%, 1Н217О 0, 04%, 1H2Н16О 0, 03%. Інші п’ять ізотопних різновидів присутні у воді в мізерно малих кількостях. Будова молекули.

Як відомо, властивості хімічних сполук залежать від того, з яких елементів складаються їх молекули, і змінюються закономірно. Воду можна розглядати як оксид водню або як гідрид кисню. Атоми водню і кисню в молекулі води розташовані в кутах рівнобедреного трикутника з довжиною зв’язку О Н 0, 957 нм; валентний кут Н О Н 104o 27. Але оскільки обидва водневих атома розташовані по одну сторону від кисневого, електричні заряди в ній розосереджуються. Молекула води полярна, що є причиною особливого взаємодії між різними її молекулами.

Атоми водню в молекулі води, маючи частковий позитивний заряд, взаємодіють з електронами атомів кисню сусідніх молекул. Така хімічна зв’язок називається в о д о р о д н о ї. Вона об’єднує молекули води в своєрідні полімери просторового будівлі. У водяному парі присутні близько 1% димарів води.

Відстань між атомами кисню 0, 3 нм. У рідкої і твердої фазах кожна молекула води утворює чотири водневі зв’язки: дві як донор протонів і дві як акцептор протонів. Середня довжина цих зв’язків 0, 28 нм, кут Н О Н прагне до 1800.

Чотири водневі зв’язки молекули води спрямовані приблизно до вершин правильного тетраедра. Структура модифікацій льоду являє собою тривимірну сітку.

У модифікаціях, що існують при низьких тисках, так званий лід I, зв’язку Н О Н майже прямолінійні і спрямовані до вершин правильного тетраедра. Але при високих тисках звичайний лід можна перетворити на так звані лід II, лід III так далі більш важкі і щільні кристалічні форми цієї речовини. Найбільш тверді, щільні і тугоплавкі поки лід VII і лід VIII. Лід VII отриманий під тиском 3 млрд Па, він плавиться при температурі + 1900 C. У модифікаціях лід II — лід VI з в’язі Н О Н викривлені і кути між ними відрізняються від тетраедричного, що обумовлює збільшення щільності в порівнянні з щільністю звичайного льоду. Тільки в модифікаціях лід VII і лід VIII досягається найвища щільність упаковки: в їх структурі дві правильні сітки, збудовані із тетраедрів, вставлені одна в іншу, при цьому зберігається система прямолінійних водневих зв’язків.

Тривимірна сітка водневих зв’язків, побудована з тетраедрів, існує і в рідкій воді в усьому інтервалі від температури плавлення до критичної температури, рівній + 3, 980 С. Збільшення щільності при плавленні, як і у випадку щільних модифікацій льоду, пояснюється викривленням водневих зв’язків. Викривлення водневих зв’язків збільшується із зростанням температури і тиску, що веде до зростання щільності. З іншого боку при нагріванні середня довжина водневих зв’язків стає більше, в результаті чого щільність уменьщается.

Спільна дія двох фактів пояснює наявність максимуму щільності води при температурі + 3, 980 С. Фізичні властивості води аномальні, що пояснюється наведеними вище даними про взаємодію між молекулами води. Вода єдина речовина на Землі, яке існує в природі в усіх трьох агрегатних станах рідкому, твердому і газоподібному.

Плавлення льоду при атмосферному тиску супроводжується зменшенням обсягу на 9%. Щільність рідкої води при температурі, близькій до нуля, більше, ніж у льоду. При 00С 1 грам льоду займає обсяг 1, 0905 кубічних сантиметрів, а 1 грам рідкої води займає обсяг 1, 0001 кубічних сантиметрів.

І лід плаває, тому й не промерзають зазвичай,.

Яка речовина вода?

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Добавить комментарий