Чим відрізняються молекули води

Вода – це безбарвна рідина без запаху і смаку. Дана речовина грає найважливішу роль в геологічній історії нашої планети і виникнення життя, в формуванні фізичної та хімічної середовища, клімату і погоди. Вода може перебувати в одному з трьох станів: рідкому, твердому (лід) і газоподібному (пара). Чим же відрізняються молекули води в різних станах?

Вода – окис водню має хімічну формулу H2O. Вона входить до складу всіх живих організмів нашої планети і становить понад 60% від їх загальної маси. Гідросфера Землі включає в себе всі водойми, океани, моря, річки, підземні джерела і грунтову вологу. Тут вода присутня в якості найпростішого хімічної сполуки. В атмосфері вода знаходиться у вигляді пари, туману і хмар, крапель дощу і кристалів снігу. У літосфері вода входить до складу деяких мінералів і гірських порід. Перехід води з одного агрегатного стану в інше обумовлений зміною температури і тиску.

Вода – складна речовина, основною структурною одиницею якого є молекула, що складається з двох атомів водню і одного атома кисню. Спектрографічні дослідження показали, що молекула води має будову рівнобедреного трикутника, в вершині якого розташований атом кисню, а в підставах – атоми водню. Кут при вершині становить 104 ° 27, а довжина сторони – 0,096 нм. Ці параметри відносяться до гіпотетичного рівноважного стану молекули без її коливань і обертань.

В даний час існує два наукових підходи до вивчення структури води. Перший був запропонований в 19 столітті і отримав назву гідрольной теорії. Згідно з цією гіпотезою, основною будівельною одиницею водяної пари є молекула H2O, звана гідроля, або моногідроль. Основний будівельної одиницею води є подвійна молекула води (H2O) 2-дігідроль; лід же складається з потрійних молекул (H2O) 3 – трігідроль.

Водяна пара складається із зібрання найпростіших молекул моногідроля і їх асоціацій, а також з незначної кількості молекул дігідроля. Вода в рідкому вигляді являє собою суміш молекул моногідроля, дігідроля і трігідроля. Співвідношення числа цих молекул у воді по-різному і залежить від температури.

Сучасна гіпотеза будови води заснована на уявленні, що лід, вода і водяна пара складаються з молекул H2O, об’єднаних в групи за допомогою водневих зв’язків, що виникають в результаті взаємодії атомів водню однієї молекули з атомом кисню сусідньої молекули. Щільні водневі зв’язку характерні для води в замерзлому стані, що пояснює її кристалічну структуру. Підвищення температури льоду до його плавлення і вище призводить до розриву водневих зв’язків і руйнування груп молекул, аж до окремих молекул, що характерно для пара.

Обидві гіпотези доводять ключова відмінність в будові води в різних станах – розташування молекул. Відстані між молекулами пара в десятки разів більше розмірів самих молекул, тому тяжіння між ними дуже слабке. З цієї причини водяна пара не має власної форми і постійного обсягу. Відстань між молекулами води менше, ніж розмір самих молекул, тому в рідкому стані зберігається обсяг, але змінюється форма речовини. Молекули льоду розташовані в певному порядку, що дозволяє речовині зберігати форму і об’єм.

Висновки:

  • Вода – окис водню має хімічну формулу H2O.
  • Вода може перебувати в одному з трьох станів: рідкому, твердому (лід) і газоподібному (пара).
  • Згідно гідрольной теорії, водяна пара складається з гідроля, безпосередньо вода – з дігідролей, лід – з трігідролей.
  • Сучасна гіпотеза будови води заснована на уявленні, що лід, вода і водяна пара складаються з молекул H2O, об’єднаних в групи за допомогою водневих зв’язків.
  • Молекули води ідентичні у всіх агрегатних станах.
  • Різниця властивостей води, пара і льоду пояснюється відстанню і силою тяжіння між молекулами речовини.
...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Сегнетоелектрики