оженні, що забезпечує хімічний зв'язок між ядрами атомів кисню і водню, а два інших розташовані поблизу ядра атома кисню.
Асиметричне розташування атомів молекули води обумовлює нерівномірний розподіл електричних зарядів у ній, що робить молекулу води полярної. Така будова молекули води обумовлює тяжіння молекул води один до одного в результаті освіти між ними водневих зв'язків. Розташування атомів водню і кисню, всередині утворилися агрегатів молекул води схоже з розстановкою атомів кремнію і кисню в кварці. Це відноситься до льоду і меншою мірою до рідкої воді, агрегати молекул якої завжди перебувають у стадії перерозподілу. При охолодженні води її молекули групуються в агрегати, які поступово збільшуються і стають все більш стійкими в міру наближення до температурі 4 В° С, коли вода досягає максимальної щільності. При цій температурі вода ще не має жорсткої структури і поряд з довгими ланцюжками її молекул існує велика кількість окремих молекул води. При подальшому охолодженні ланцюжки молекул води ростуть за рахунок приєднання до них вільних молекул, внаслідок чого щільність води зменшується. Коли вода перетвориться на лід, всі її молекули входять в більш-менш жорстку структуру у вигляді незамкнутих ланцюжків, що утворюють кристали.
В
Рис.1.1 Будова молекули води
Взаємне проникнення атомів водню і кисню. Ядра двох атомів водню і дві пари електронів знаходяться в кутах тетраедра: у центрі розташоване ядро ​​атома кисню.
Високі величини поверхневого натягу і теплоти пароутворення води пояснюються тим, що для відділення молекули води від групи молекул потрібно відносно велика витрата енергії. Прагнення молекул води встановлювати водневі зв'язки і їх полярність пояснюють незвично високу розчиняють здатність води. Деякі сполуки, такі, як цукру і спирти, утримуються в розчині завдяки водневим зв'язкам. Сполуки, які мають високим ступенем іонізації введенні, наприклад хлористий натрій, утримуються в розчині внаслідок того, що іони з протилежними зарядами нейтралізуються групами орієнтованих молекул води.
Інша особливість молекули води полягає в тому, що як атоми водню, так і атоми кисню можуть мати різні маси при однаковому заряді ядра. Різновиди хімічного елемента з різними атомними вагами називаються ізотопами цього елемента. Молекула води зазвичай утворюється воднем з атомним вагою 1 (Н 1 ) і киснем з атомним вагою 16 (Про 16 ). Більше 99% атомів води ставиться до цих ізотопів. Крім того, існують такі ізотопи: Н 2 , H 3 , Про 14 , Про 15 , Про 17 Про 18 , Про 19 . Багато хто з них скупчуються у воді в результаті її часткового випаровування і внаслідок своєї великої маси. Ізотопи Н 3 , Про 14 , Про 15 , Про 19 радіоактивні. Найбільш поширений з них тритій Н 3 , утворюється у верхніх шарах атмосфери під впливом космічних променів. Цей ізотоп накопичився також в результаті ядерних вибухів за останні кілька років. На підставі цих та інших фактів щодо ізотопів шляхом аналізу ізотопного складу води можна частково розкрити історію деяких природних вод. Так, вміст важких ізотопів у поверхневих водах свідчить про тривалий випаровуванні води, яке відбувається, наприклад, в Мертвому морі, Великому Солоному озері і в інших безстічних водоймах. Підвищений вміст тритію в підземних водах могло б означати, що ці води метеорного походження з великою швидкістю циркуляції, тому що період напіврозпаду цього ізотопу всього лише 12,4 років. На жаль, ізотопний аналіз занадто доріг і з цієї причини не може бути широко застосований у дослідженнях природних вод
Молекула води H 2 Про побудована у вигляді трикутника: кут між двома зв'язками кисень - водень 104 градуси. Але оскільки обидва водневих атома розташовані по одну сторону від кисню, електричні заряди в ній розосереджуються. Молекула води полярна, що є причиною особливого взаємодії між різними її молекулами.
Атоми водню в молекулі H 2 О, маючи позитивний частковий заряд, взаємодіють з електронами атомів кисню сусідніх молекул. Така хімічний зв'язок називається водневої. Вона об'єднує молекули H 2 Про у своєрідні полімери просторового будівлі; площину, в якій розташовані водневі зв'язки, перпендикулярні площині атомів тієї ж молекули H 2 О. Взаємодією між молекулами води і пояснюються в першу чергу незакономірно високі температури її плавлення і кипіння. Потрібно підвести додаткову енергію, щоб розхитати, а потім зруйнувати водневі зв'язку. І енергія ця дуже значна. Ось чому так велика теплоємність води.
Як і більшість речовин, вода складається з молекул, а останні з атомів. p> Структура атома наступна: навколо позитивно зарядженого протонного ядра на певних рівнях по різних орбітах рухаються негативно зарядже...
