ть
- Електропровідність
- Радіоактивність
Вода як диполь
Вода в нормальних атмосферних умовах зберігає рідке агрегатний стан, тоді як аналогічні водневі сполуки є газами. Це пояснюється особливими характеристиками. Атоми водню приєднані до атома кисню, утворюючи кут 104,45 °, і ця конфігурація строго зберігається. Через велику різниці електроотріцательностей атомів водню і кисню електронні хмари сильно зміщені в бік кисню. З цієї причини молекула води є активним диполем, де киснева сторона негативна, а воднева позитивна. У результаті молекули води притягуються своїми протилежними полюсами, і утворюють полярні зв'язку, на розрив яких потрібно багато енергії. У складі кожної молекули іон водню (протон) не має внутрішніх електронних шарів і володіє малими розмірами, в результаті чого він може проникати в електронну оболонку негативно поляризованого атома кисню сусідньої молекули, утворюючи водневий зв'язок з іншою молекулою. Кожна молекула пов'язана з чотирма іншими за допомогою водневих зв'язків - дві з них утворює атом кисню і дві атоми водню.
Комбінація цих зв'язків між молекулами води - полярної і водневої і визначає дуже високу температуру її кипіння і питому теплоти пароутворення. В результаті цих зв'язків у водному середовищі виникає тиск в 15-20 тис. Атмосфер, яке і пояснює причину трудносжімаемості води, так при збільшенні атмосферного тиску на 1 Бар, вода стискається на 0,00005 частки її початкового об'єму.
Поверхневий натяг води
Вода володіє також високим поверхневим натягом серед рідин, поступаючись в цьому тільки ртуті. Найпростіше вловити характер сил поверхневого натягу, спостерігаючи освіту краплі у нещільно закритого крана. Вдивіться уважно, як поступово зростає крапля, утворюється звуження - шийка і крапля відривається. Поверхневий шар води поводиться, як розтягнута еластична плівка. Обережно покладіть швейну голку на поверхню води. Поверхнева плівка прогнеться і не дасть голці потонути. З цієї ж причини легкі комахи - водомеркі можуть швидко ковзати по поверхні води. Прогин плівки не дозволяє виливатися воді, обережно налитої в досить часте решето.
Тканина - це той же решето, утворене переплетенням ниток. Поверхневий натяг сильно ускладнює просочування води крізь неї, і тому тканина не промокає миттєво. Завдяки силам поверхневого натягу відбувається утворення піни. При зіткненні рідини з твердим тілом спостерігається явище змочування або несмачіванія . Якщо сили взаємодії між молекулами рідини і твердого тіла більше, ніж між молекулами рідини, то рідина розтікається по поверхні твердого тіла, тобто змочує і навпаки, якщо сили взаємодії між молекулами рідини більше, ніж між молекулами рідини і твердого тіла, то рідина збирається в краплю і не змочує поверхню рідини.
У природі часто зустрічаються тіла, що мають пористу будову. Таку структуру мають папір, шкіра, дерево, грунт, багато будівельних матеріалів. Вода або інша рідина, потрапляючи на таке тверде тіло, може вбиратися в нього, піднімаючись вгору на велику висоту. Так піднімається волога в стеблах рослин, гас піднімається по ґноті, тканина вбирає вологу. Такі явища називаються капілярними. У вузькій циліндричній трубці змочувальна рідина за рахунок сил молекулярної взаємодії піднімається вгору, приймаючи увігнуту форму. Під увігнутою поверхнею з'являється додатковий тиск, спрямоване вгору, у зв'язку з чим рівень рідини в капілярі вище рівня вільної поверхні. Незмочувальна ж рідина приймає опуклу поверхню. Під опуклою поверхнею рідини виникає зворотне додатковий тиск, спрямоване вниз, так що рівень рідини під опуклою поверхнею нижче, ніж рівень вільної поверхні.
Вода як розчинник
Одне з найбільш дивних властивостей води - її здатність розчиняти багато речовин з освітою водних розчинів . Розчини - дуже важливе стан речовини; вони мають вельми велике значення для промисловості і для життєвих процесів. Вода океанів являє собою водний розчин, що містить тисячі компонентів: іони металів і неметалів, комплексні неорганічні іони, безліч різних органічних речовин. Саме в цьому розчині вперше виникли і розвинулися живі організми, і з нього вони отримували іони і молекули, необхідні для їх росту й життя. Ця властивість води використовується живими істотами. У живій клітині і в міжклітинному просторі вступають у взаємодію розчини різних речовин з водою.
Вода добре розчиняє полярні речовини. Кожна молекула розчиняється речовини оточується молекулами води, причому позитивно заряджені ділянки молекули розчиняється речовини притягують атоми к...
