Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, но так как первые имеют 3 изотопные формы, а вторые - 6, то могут существовать 36 разновидностей воды, из которых в природе встречаются только 9.

 

Входящие в состав молекулы воды ядра водорода и кислорода образуют равнобедренный треугольник со стороной 15 нм. В его основе находятся два протона, а в вершине - ядро атома кислорода. С 8 электронов внешнего электронного слоя кислорода две пары образуют ковалентные связи О-Н, а остальные - две неразделенные электронные пары. Электроны, образующие связи ОН, смещены к электроотрицательного кислорода, в результате чего атомы Н приобретают эффективные положительные заряды. Неразделенные электронные пары смещены относительно атома кислорода и создают два отрицательных полюса (рис. 2.1).

 

Таким расположением зарядов определяется дипольный характер молекул воды. Поэтому электролиты в воде легко диссоциируют на ионы в результате их притяжения своеобразными электромагнитами-дипольными молекулами воды. В замерзшей воде атом кислорода каждой молекулы участвует в образовании двух водородных связей с двумя соседними молекулами С двумя другими взаимодействуют атомы водорода. Молекулы, сталкиваются друг с другом своими разноименными полюсами, образуют слои. Каждая из них связана с тремя, принадлежащих тому же слою, и с одной - из соседнего. При такой структуре возникают многочисленные пустоты размером более молекулы воды, поэтому плотность льда меньше 1.

 

При таянии льда часть водородных связей разрушается, молекулы оторвались размещаются в пустотах выходных агрегатов, плотность воды возрастает. С последующим нагреванием до 4 ° С разрыв водородных связей продолжается, уплотнения воды преобладает над эффектом теплового расширения. После 4 ° С тепловое расширение начинает преобладать над уплотнением, вызванным продолжающимся разрывом водородных связей, плотность воды начинает снижаться. Разрыв всех связей происходит только при переходе воды в пар, при 20 ° С сохраняется их половина.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+