Будова молекули води - студопедія
Мал. 1. Схематичне зображення молекули води
Сучасній науці відомо кілька моделей, за допомогою яких можна вирішити багато аномальні властивості води. Вважається, що деякі властивості визначаються кількістю асоціацій молекул мономерів (Н2 О) 1. димарів (Н2 О) 2 і тримерів (Н2 О) 3. які переважно присутні у воді при різних температурах.
Мал. 2. Мерехтливі кластери води
Так, при температурі близько 0 в воді присутні в основному тримери, при температурі близько 4 ° С - димери, а в газоподібному стані вода містить головним чином мономери. Іноді ці асоціації називають трігідролямі.
Деякі вчені пропонують розглядати воду як сукупність асоціацій молекул, включаючи при цьому в кожну асоціацію від однієї до восьми молекул. Інші вважають, що структура води є просторове «мереживо», утворене різними «мерехтливими кластерами» (рис.1.8). Треті пропонують дослідити властивості води з урахуванням особливостей будови її молекули, які, в свою чергу, визначаються особливостями складових молекулу води елементів. Відповідно до сучасних уявлень, молекула води схожа на маленький магніт.
Чому в воді присутні розчинені речовини?
Датський учений Н. Бьеррума в 1951 році запропонував модель молекули води з точковим розподілом зарядів. Відповідно до сучасних уявлень, молекула води є тетраедр (або піраміду, рис. 1.9), в середині якого розміщений центр молекули, а в кутах - електричні заряди.
Мал. 3. Схема молекули води у вигляді тетраедра
Два позитивних заряду відповідають двом атомам водню, каж-дий з яких «надав» свої електрони атому кисню, і т негативних заряду, відповідних «непарним» електронів кисню. Таким чином, молекула води є диполь, один з полюсів якого має позитивний заряд, а інший - негативний. Полюси диполя рознесені на деяку відстань, тому в електростатичному полі диполь води розгортається уздовж ліній напруженості електричного поля. Якщо електростатичне поле утворено негативно заряджених іоном, то диполь води розгортається до цього йону своїм позитивним полюсом, і навпаки. Властивості води як розчинника в чому визначаються поляризованим будовою її молекули. Висока полярність молекул є причиною активності води при хімічних взаємодіях, при розчиненні в ній солей, кислот і підстав, т. Е. При утворенні електролітів. Вода здатна розчиняти багато речовин, створюючи з ними однорідні фізико-хімічні системи змінного складу. Розчинені в природних водах солі знаходяться в іонному стані, т. Е. Піддані електролітичноїдисоціації.
Найбільш повно вивчені властивості води, завдяки яким виникло життя. Ці властивості зробили можливим існування живої природи в тому діапазоні температур, який характерний для Землі як космічного тіла.
Які ж це властивості?