Значение, Определение, Предложения . Что такое молекула воды

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Теоретические расчеты показали, что одна молекула воды может катализировать разложение газофазной молекулы углекислоты на углекислый газ и воду.

Молекула воды имеет три основных режима вибрации.

Например, молекула воды имеет формулу h3O, указывающую на два атома водорода, связанных с одним атомом кислорода.

Из-за своей полярности молекула воды в жидком или твердом состоянии может образовывать до четырех водородных связей с соседними молекулами.

Одна молекула воды может участвовать максимум в четырех водородных связях, потому что она может принять две связи, используя одиночные пары на кислороде, и пожертвовать два атома водорода.

Вода-это химическое вещество с химической формулой h3O; одна молекула воды имеет два атома водорода, ковалентно связанных с одним атомом кислорода.

Молекула воды может вибрировать в трех различных режимах при облучении светом.

Молекула воды имеет химическую формулу h3O, то есть каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

При образовании каждой амидной связи выделяется молекула воды.

Но эта одна молекула воды гидратации помогла замедлить эту терминологическую эквивалентность в фармакологии.

Молекула воды может либо получить, либо потерять Протон.

Когда кислород не связан, очень слабо связанная молекула воды заполняет участок, образуя искаженный октаэдр.

Другие результаты

Им нужна материя как основа, например молекулы воздуха, воды или камня.

При пропускании воды через подобные мембраны, она выпрыскивается в виде молекул.

Через поры мембраны, имеющие размер 0,0001 микрон, могут пройти только молекулы воды и кислорода.

Структура молекулы воды, H?O, очень интересна и может быть изображена в виде своего рода стрелки, где атом кислорода располагается вверху, а два атома водорода «сопровождают» его с флангов.

Если понять, как молекулы воды в среднем ведут себя при разных температурах, можно прояснить, как они взаимодействуют в биологических системах.

Эта простая структурная особенность ведет к тому, что молекулы воды начинают определенным образом взаимодействовать друг с другом, их противоположные заряды притягиваются, образуя так называемую водородную связь.

То, как органические молекулы (например, протеины) взаимодействуют друг с другом, вероятно, зависит от того, как молекулы воды образуют жидкую фазу.

Ответ мог бы быть таким: Потому что кинетическая энергия молекул воды высока и молекулы часто сталкиваются друг с другом. Это ответ с точки зрения физики.

Чем больше просим еды, тем больше уходит воды, тем сильнее излучение И молекулы еды сильно мутируют!

Когда Бендеры достигли атомарного уровня, они стали напрямую влиять на молекулы воды и углекислого газа чтобы производить спиртное.

Молекулы воды атакуют частичку пыльцы от десяти до двадцати четырёх раз в секунду.

на Венере океаны испарились очень быстро, и горячие молекулы воды в атмосфере имели чрезвычайно большую скорость.

Мы совокупность упорядоченных молекул углерода… и большей частью состоим из воды, поэтому наше поведение также не исключение из законов физики.

Энергию, которую они используют для комбинирования воды и углекислого газа — простых молекул, чтобы произвести одну более сложную.

Механизм того, как намерение может воздействовать на молекулы воды, неизвестен никому, кроме самих молекул воды, конечно же.

Скорее всего, все молекулы воды одновременно пришли в возбуждение.

h3O, это молекулярная формула воды.

Вода

Физические и химические свойства

Физические и химические свойства воды определяются химическим, электронным и пространственным строением молекул Н₂O.

Атомы Н и О в молекуле Н₂0 находятся в своих устойчивых степенях окисления, соответственно +1 и -2; поэтому вода не проявляет ярко выраженных окислительных или восстановительных свойств. Обратите внимание: в гидридах металлов водород находится в степени окисления -1.

Молекула Н₂O имеет угловое строение. Связи Н-O очень полярны. На атоме О существует избыточный отрицательный заряд, на атомах Н — избыточные положительные заряды. 8 целом молекула Н₂O является полярной, т.е. диполем. Этим объясняется тот факт, что вода является хорошим растворителем для ионных и полярных веществ.

Наличие избыточных зарядов на атомах Н и О, а также неподеленных электронных пар у атомов О обусловливает образование между молекулами воды водородных связей, вследствие чего они объединяются в ассоциаты. Существованием этих ассоциатов объясняются аномально высокие значения т. пл. и т. кип. воды.

Наряду с образованием водородных связей, результатом взаимного влияния молекул Н₂O друг на друга является их самоионизация:
в одной молекуле происходит гетеролитический разрыв полярной связи О-Н, и освободившийся протон присоединяется к атому кислорода другой молекулы. Образующийся ион гидроксония Н₃О⁺ по существу является гидратированным ионом водорода Н⁺ • Н₂O, поэтому упрощенно уравнение самоионизации воды записывается так:

Н₂O ↔ H⁺ + OH^—

Константа диссоциации воды чрезвычайно мала:

Это свидетельствует о том, что вода очень незначительно диссоциирует на ионы, и поэтому концентрация недиссоциированных молекул Н

2O практически постоянна:

В чистой воде [Н⁺] = [ОН^—] = 10^-7 моль/л. Это означает, что вода представляет собой очень слабый амфотерный электролит, не проявляющий в заметной степени ни кислотных, ни основных свойств.
Однако вода оказывает сильное ионизирующее действие на растворенные в ней электролиты. Под действием диполей воды полярные ковалентные связи в молекулах растворенных веществ превращаются в ионные, ионы гидратируются, связи между ними ослабляются, в результате чего происходит электролитическая диссоциация. Например:
HCl + Н₂O — Н₃O⁺ + Сl

—

(сильный электролит)

(или без учета гидратации: HCl → Н⁺ + Сl^—)

CH₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^— + H⁺ (слабый электролит)

(или CH₃COOH ↔ CH₃COO^— + H⁺)

Согласно теории кислот и оснований Брёнстеда-Лоури, в этих процессах вода проявляет свойства основания (акцептор протонов). По той же теории в роли кислоты (донора протонов) вода выступает в реакциях, например, с аммиаком и аминами:

NH³ + H₂O ↔ NH₄⁺ + OH^—

CH³NH² + H₂O ↔ CH³

NH₃⁺ + OH^—

Окислительно-восстановительные реакции с участием воды

Эти реакции возможны только с сильными восстановителями, которые способны восстановить ионы водорода, входящие в состав молекул воды, до свободного водорода.

1) Взаимодействие с металлами

а) При обычных условиях Н₂О взаимодействует только со щел. и щел.-зем. металлами:

2Na + 2Н⁺₂О = 2NaOH + H⁰₂↑

Ca + 2Н⁺₂О = Ca(OH)₂ + H⁰₂↑

б) При высокой температуре Н₂О вступает в реакции и с некоторыми другими металлами, например:

Mg + 2Н⁺₂О = Mg(OH)₂ + H⁰₂↑

3Fe + 4Н⁺₂О = Fe₂O₄ + 4H⁰₂↑

в) Al и Zn вытесняют Н₂ из воды в присутствии щелочей:

2Al + 6Н⁺₂О + 2NaOH = 2Na[Al(OH)₄] + 3H⁰₂↑

2) Взаимодействие с неметаллами, имеющими низкую ЭО (реакции происходят в жестких условиях)

C + Н⁺₂О = CO + H⁰₂↑ («водяной газ»)

2P + 6Н⁺₂О = 2HPO₃ + 5H⁰₂↑

В присутствии щелочей кремний вытесняет водород из воды:

Si + Н⁺₂О + 2NaOH = Na₂SiO₃ + 2H⁰₂↑

3) Взаимодействие с гидридами металлов

NaH + Н⁺₂ O = NaOH + H⁰₂↑

CaH₂ + 2Н⁺₂О = Ca(OH)₂ + 2H⁰₂↑

4) Взаимодействие с угарным газом и метаном

CO + Н⁺₂O = CO₂ + H⁰₂

2CH₄ + O₂ + 2Н⁺₂ O = 2CO₂ + 6H⁰₂

Реакции используются в промышленности для получения водорода.

ти реакции возможны только с очень сильными окислителями, которые способны окислить кислород СО С. О. -2, входящий в состав воды, до свободного кислорода O₂ или до пероксид-анионов [O

2]^2-. В исключительном случае (в реакции с F₂) образуется кислород со c o. +2.

1) Взаимодействие с фтором

2F₂ + 2Н₂O^-2 = O⁰₂ + 4HF

или:

2F₂ + Н₂O^-2 = O⁺²F₂ + 2HF

2) Взаимодействие с атомарным кислородом

Н₂O^-2 + O• = Н₂O^—₂

3) Взаимодействие с хлором

При высокой Т происходит обратимая реакция

2Cl₂ + 2Н₂O^-2 = O⁰₂ + 4HCl

Под действием электрического тока или высокой температуры может происходить разложение воды на водород и кислород:

2Н⁺₂O^-2 = 2H⁰₂↑ + O⁰₂↑

Термическое разложение — процесс обратимый; степень термического разложения воды невелика.

I. Гидратация ионов. Ионы, образующиеся при диссоциации электролитов в водных растворах, присоединяют определенное число молекул воды и существуют в виде гидратированных ионов. Некоторые ионы образуют столь прочные связи с молекулами воды, что их гидраты могут существовать не только в растворе, но и в твердом состоянии. Этим объясняется образование кристаллогидратов типа CuSO4 • 5H₂O, FeSO₄• 7Н₂O и др., а также аквакомплексов: [Cr(H₂O)₆]CI₃, [Pt(H₂O)₄]Br₄ и др.

I. Гидролиз солей

Обратимый гидролиз:

а) по катиону соли

Fe³⁺ + Н₂O = FeOH²⁺ + Н⁺; (кислая среда. рН

б) по аниону соли

СО₃^2- + Н₂O = НСО₃^— + ОН^—; (щелочная среда. рН > 7)

в) по катиону и по аниону соли

NH₄⁺ + СН₃СОО^— + Н₂O = NH₄OH + СН₃СООН (среда, близкая к нейтральной)

Необратимый гидролиз:

Al₂S₃ + 6Н₂O = 2Аl(ОН)₃↓ + 3H₂S↑

II. Гидролиз карбидов металлов

Al₄C₃ + 12Н₂O = 4Аl(ОН)₃↓ + 3CH₄↑ нетан

СаС₂ + 2Н₂O = Са(ОН)₂ + С₂Н₂↑ ацетилен

III. Гидролиз силицидов, нитридов, фосфидов

Mg₂Si + 4Н₂O = 2Mg(OH)₂↓ + SiH₄↑ силан

Ca₃N₂ + 6Н₂O = ЗСа(ОН)₂ + 2NH₃↑ аммиак

Cu₃P₂ + 6Н₂O = ЗСu(ОН)₂ + 2РН₃↑ фосфин

IV. Гидролиз галогенов

Cl₂ + Н₂O = HCl + HClO

Вr₂ + Н₂O = НВr + НВrО

V. Гидролиз органических соединений

Классы органических веществ	Продукты гидролиза (органические)
Галогеналканы (алкилгалогениды)	Спирты
Арилгалогениды	Фенолы
Дигалогеналканы	Альдегиды или кетоны
Алкоголяты металлов	Спирты
Галогенангидриды карбоновых кислот	Карбоновые кислоты
Ангидриды карбоновых кислот	Карбоновые кислоты
Сложные зфиры карбоновых кислот	Карбоновые кислоты и спирты
Жиры	Глицерин и высшие карбоновые кислоты
Ди- и полисахариды	Моносахариды
Пептиды и белки	α-Аминокислоты
Нуклеиновые кислоты	Азотсодержащие гетероциклы, пентозы (рибоза или дезоксирибоза)

Воды молекула — Справочник химика 21

    Взаимодействие воды с сухой глиной начинается со смачивания ее поверхности. Процесс смачивания поверхности частиц протекает с выделением тепла и сопровождается уменьщением суммарного объема системы глина—вода, т. е. контракцией. Контракция происходит вследствие увеличения плотности адсорбированной воды, молекулы которой упорядочены силовым полем поверхности. По мере утолщения слоя адсорбированной воды ее свойства приближаются к свойствам свободной воды и контракция системы исчезает. [c.63]
    Если карбид кальция привести в соприкосновение с водой, молекулы воды присоединят к себе атом кальция, а вместо него к углероду присоединятся атомы водорода. В результате образуется ацетилен. В прежние времена, когда в большой моде были велосипеды, а электрические фонари с батарейками еще не получили широкого распространения, сосуды с карбидом кальция нередко использовали для вело-фонарей. В такой сосуд [c.49]

    Внутренняя структура молекул воды. Молекулы воды состоят из водорода и кислорода. С современных позиций строения атома электронные облака молекул воды расположены в форме неправильного тетраэдра. Атом кислорода оказывается при этом в центре, а два атома водорода — в противоположных углах одной из граней куба. Угол между ними составляет 104°ЗГ. Два из восьми электронов атома кислорода расположены около ядра, два других связаны с атомами водорода, а две неподеленные пары [c.8]

    Масса молекулы любого. всщества равна сумме масс атомов, образующих эту молекулу. Поэтому молекулярная масса равна сумме соответствующих атомных масс. Например, молекулярная масса молекулы водорода, состоящей из двух атомов, равна 2,0158 а. е. м. молекулярная. масса воды, молекула которой сО держит дна атома водорода и один атом кислорода, равна. 15,9994 + 2-1,0079 = 18,0152 а. е. м. — и т. д. Следовательно, or-носительной молекулярной массой (или просто молекулярной массой) простого или сложного вещества называют массу его молекулы, выраженную в атомных единицах массы. [c.27]

    Глинистые минералы составляют группу слоистых и слоисто-ленточных силикатов и состоят в основном из двух структурных элементов — кремнекислородного тетраэдра и алюмокислородного октаэдра. Они характеризуются гидрофильной поверхностью, способностью к сорбции и ионному обмену [1,2]. Из-за изоморфного замещения атомов кремния и алюминия на катионы более низкой валентности плоские грани кристаллической решетки глинистых минералов приобретают отрицательный заряд. Его компенсация происходит за счет адсорбции ионов Mg Са, Ре», К и На» . Эти катионы представляют ионообменный комплекс глин. Сила взаимодействия катионов ионообменного комплекса с кристаллической решеткой глин обусловливает их физико-химические и механические свойства, в частности, набухаемость. При контакте глин с водой молекулы воды проникают в межплоскостное пространство структурных [c.199]
    Диссоциация кислот, оснований и солей в воде. Молекулы кислот в воде диссоциируют на ионы водорода (гидроксония) и на анион. Б табл. 2.10 приведены значения констант ионизации некоторых электролитов в воде, в том числе- кислот. [c.252]

    Химические свойства воды. Молекулы воды отличаются [c.211]

    Когда органическая молекула полностью окислена, все ее атомы углерода превращаются в двуокись углерода, или углекислый газ. Его молекула состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода. А водородные атомы, входившие в состав органического вещества, превращаются в воду, молекулы которой состоят из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода. [c.83]

    В двадцатых годах на основе учения о полярной структуре молекул были разработаны простейшие представления об ассоциации молекул в жидкой воде как результате взаимодействия диполей. Однако эти представления оказались недостаточными для построения теории, согласующейся с опытными данными. В тридцатых годах на основе использования данных рентгеновского анализа Бернал и Фаулер показали, что в жидкой воде молекулы расположены в той или другой степени упорядоченно. При обычных и повышенных температурах это расположение близко к структуре кварца. При более низких температурах (ниже 4° С) вода имеет менее плотную структуру, подобную структуре обычного льда (или тридимита — одной из высокотемпературных кристаллических модификаций кремнезема). [c.165]

    ПОВЕДЕНИЕ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ВО ВНЕШНЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ Коалесценцию капель в электрическом поле выской напряженности используют, как правило, для разрушения эмульсий типа В/Н, полярная жидкость которых, имеющая №льшую диэлектрическую проницаемость и относительно высокую электропроводность (вода), диспергирована в неполярной жидкости с небольшой диэлектрической проницаемостью и сравнительно низкой электропроводностью (нефть, нефтепродукты). Так, диэлектрическая проницаемость воды, молекулы которой характеризуются большим электрическим дипольным моментом, составляет 81, в то вревкш как диэлектрическая проницаемость нефти — около 2. Усредненная диэлектрическая проницаемость водонефтяной эмульсии зависит от содержания воды в ней и с ростом обводненности увеличивается [41, 42]. Электропроводность чистой воды равна 10″ — 10″ Ом» -см», а соленой — еще больше. Электропроводность безводной нефти составляет всего 10″ — 10″ Ом» см» . При увеличении содержания воды проводимость эмульсии значительно повышается. [c.47]

    Стадии 5-8, соответствующие уравнению (21-3), обратны стадиям 1 , но вместо продукта 1 в них участвует молекула воды. Молекула воды отдает свою группу —ОН новому тетраэдрическому промежуточному продукту (стадия 6), а группу —Н отдает гистидину, который при разрыве [c.320]

    Образование любого жидкого раствора связано с изменением структуры растворителя. Жидкости обладают некоторыми элементами кристаллической структуры. Так, для жидкой воды одной из наиболее признанных структурных моделей является льдоподобная модель, предложенная О. Я. Самойловым. Согласно этой модели жидкая вода имеет нарушенный тепловым движением льдоподобный каркас, пустоты которого частично заполнены молекулами воды, причем молекулы воды, находящиеся в пустотах и в узлах льдоподобного каркаса, энергетически неравноценны. В жидкой воде молекулы находятся в непрерывном движении, что приводит к нарушению льдоподобного каркаса и изменению расположения молекул воды. При образовании жидкого раствора, когда в чистый растворитель вводится растворяемое вещество, появляется новая структура с иным расположением частиц, чем в чистом растворителе, которая будет зависеть от состава раствора. Изменяются и силы межмолекулярного взаимодействия. [c.341]

    Особенности строения воды. Молекула воды представляет собой равнобедренный треугольник, образуемый ядрами атомов водорода и кислорода ( )ис. 21). Связь между атомами водорода и кислорода полярная, что приводит к асимметрии в распределении электрических зарядов и, следовательно, к полярности молекулы. [c.170]

    Цеолиты жадно поглощают воду, молекулы которой имеют небольшой размер и легко проходят через окна их кристаллов. Поэтому природные цеолиты обычно бывают насыщены водой. В их кристаллах все полости и соединяющие каналы заполнены водой. При обезвоживании цеолитов, что достигается путем их нагревания до 300° С и выше, структура их кристаллической решетки остается неизменной. Благодаря этому кристаллы обезвоженного цеолита служат хорошим адсорбентом для тех веществ, молекулы которых могут пройти через окна кристалла и адсорбироваться на внутренних поверхностях его полостей. [c.310]

    Эти положения далеко не так бесспорны. В литературе ведется дискуссия и высказывается противоположное мнение, что в газообразной пленке на поверхности воды молекулы ПАВ существуют в виде островков с соединенными гидрофобными группами. [Прим. редактора перевода.) [c.186]

    Физические предпосылки этой теории в общих чертах сводятся к следующему. Представим себе сферическую частицу, на которую не действует внешняя сила и которая погружена, например, в воду. Молекулы воды, двигаясь хаотически с различной скоростью в разных направлениях, ударяются о частицу со всех сторон. Достаточно большая частица получает одновременно много ударов, которые по законам статистики взаимно компенсируются, так что она остается неподвижной. Начнем мысленно уменьшать размеры частицы. При этом станет уменьшаться число ударяющихся в нее молекул воды. Рано или поздно наступит момент, когда удары не будут равномерно распределены — импульс, полученный частицей с одной стороны, не будет скомпенсирован импульсом, полученным ею с другой стороны, и частица приобретает некоторую скорость движения. Затем число и сила ударов могут измениться таким образом, что будут преобладать те из них, которые толкают частицу в другом направлении, потом в третьем и т. д. В результате частица движется по очень сложной ломаной траектории. Поскольку удары молекул воды о частицу подчиняются теории вероятности, каждая из частиц описывает подобную траекторию независимо от другой частицы. Очевидно, чем меньше частица, тем интенсивнее ее движение, так как, с одной стороны, больше вероятность неравномерного распределения ударов, а с другой — меньше масса частицы. В одних и тех же условиях средняя скорость движения частиц одинакового размера должна быть одной и той же. [c.50]

    Процесс образования растворов на молекулярном уровне можно представить следующим образом. Каждая группа молекул чистого вещества должна сначала перестроиться таким образом, чтобы молекулы были удалены друг от друга на расстояния, соответствующие конечной концентрации раствора. (Например, в разбавленном растворе метанола в воде молекулы метанола очень удалены друг от друга, а молекулы воды находятся почти так же близко друг к другу, как в чистой воде.) Далее системы с удаленными молекулами должны сблизиться, образовав раствор конечной плотности. Сначала индивидуальные вещества должны поглотить энергию, чтобы произошло разделение частиц однако при сближении частиц раздвинутых систем при образовании раствора энергия выделяется. Смешение частиц увеличивает статический беспорядок системы, что сопровождается увеличением энтропии. [c.191]

    Число составляющих веществ — это число тех видов частиц, составляющих систему, которые могут устойчиво существовать и вне системы. Так, в водном растворе поваренной соли можно насчитать много видов частиц (вода, молекулы соли, гидратированные ионы На» «, С1 , ОН ). В действительности же в системе только два составляющих вещества вода и поваренная соль, из которых эта [c.40]

    Подобный эффект играет роль и при взаимодействии поверхности ионного кристалла с жидкой водой. Молекулы воды, прилегающие к поверхности, могут связываться ионами поверхностного слоя кристалла, ориентироваться и поляризоваться под их влиянием и т. д. Свойства воды в таком связанном состоянии в ориентированном слое заметно отличаются от обычных. Эти вопросы рассматриваются несколько подробнее при описании процессов замерзания связанной воды (гл. I, 5). [c.24]

    Жидкий аммиак по физическим свойствам во многом подобен воде. Молекула аммиака полярна, поэтому аммиак является хорошим растворителем для многих солей, которые в аммиаке, как и в воде, подвергаются электролитической диссоциации. [c.131]

    Химические свойства воды. Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 °С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород  [c.215]

    Подобно молекулам воды, молекулы низших спиртов связываются между собой водородными связями. Поэтому они представляют собой ассоциированные жидкости и имеют более высокие температуры кипения, чем углеводороды, производными которых они являются, и чем другие органические вещества с таким же составом и молекулярной массой, но не содержащие гидроксильных групп. Фенолы при обычных условиях находятся, как правило, в кристаллическом состоянии. [c.570]

    Способность поверхностно-активных веществ адсорбироваться на поверхности воды определяется особенностями их строения. Молекулы поверхностно-активных веществ можно представить состоящими из углеводородной (неполярной) части и полярной группы. Если углеводородная часть молекулы гидрофобна, то полярные группы интенсивно взаимодействуют с молекулами воды. Молекулы с таким строением называют дифильными, т. е. проявляющими склонность к взаимодействию с неполярными веществами и с такой весьма полярной жидкостью, как вода. [c.58]

    Адсорбция органического вещества на незаряженной поверхности электрода помимо эффекта выжимания определяется также энергетическими эффектами, связанными с вытеснением адсорбированных молекул растворителя (воды) молекулами органического вещества. При этом происходит разрыв связей металл — вода и образование связей металл — органическая молекула. Если энергии, которые характеризуют эти связи, обозначить соответственно АСм-п и ДСм-л, то при достаточно малых Дст на границе водный раствор/воздух [c.41]

    На этом участке молекулы ПАВ свободно перемещаются по поверхности воды, далеко отстоят друг от друга (рис. 20.6, аб). При дальнейшем сжатии (рис. 20.6, бв) молекулы монослоя сближаются и начинают группироваться в островки, взаимодействуя своими углеводородными цепями. В точке в начинается вертикальный участок кривой, характеризующийся очень малым изменением площади и резким возрастанием бокового давления. Очевидно, что здесь для сжатия слоя требуется большая сила. Это можно объяснить тем, что перемещающиеся по поверхности воды молекулы жирной кислоты сдвинуты настолько плотно, что соприкасаются друг с другом. Образуется конденсированная пленка ( частокол Ленгмюра ), (рис. 20.6, вг). [c.324]

    Высокодисперсные системы с большой удельной поверхностью представляют собой предмет рассмотрения коллоидной химии. Поэтому поверхностные явления играют большую роль во всех процессах, протекающих в коллоидных системах. Так, в частности, многие коллоиды термодинамически неустойчивы. Коагуляции их препятствуют находящиеся на коллоидных частицах слои (ионные или молекулярные в зависимости от природы коллоидов). Известно, например, что мыло стабилизует эмульсии жира в воде. Молекулы солей жирных кислот адсорбируются при этом на поверхности частиц жира и мешают им коагулировать. [c.294]

    По сравнению с диаграммами состояния других веществ диаграмма состояния воды обнаруживает ряд особенностей. В жидкой воде молекулы расположены очень упорядоченно благодаря сильным взаимодействиям, обусловленным в основном водородными связями, что сказывается на наклоне кривых плавления и испарения и на значениях относящихся к ним термодинамических данных. [c.29]

    При растворении в воде молекулы фтороводорода диссоциируют с образованием ионов Н+ и Р . При этом частично разрываются водородные связи, так что диссоциация НР на иоиы требует значительной затраты энергии. Поэтому фтороводород диссоциирует в водных растворах в значительно меньшей стеяени, чем другие галогеноводороды константа диссоциации фтороводорода [c.361]

    Для определения влияния изменения межмолекулярного расстояния на поверхностное натяжение, рассмотрены [48] изомеры октана, имеюш,ие одинаковое давление насыш,енного пара, но разные плотности и поверхностные натяжения. Таким путем найдена зависи-мость поверхностного натяженпя от плотности фазы, с помош ью которой получена [48] величина изменения поверхностного натяжения в гомологическом ряду парафиновых углеводородов от пентана до тетрадекана — оказавшаяся равной 3,5 дин1см. Это значение практически совпадает с общим изменением межфазного натяжения в том же ряду в системе углеводород — вода (3,2 дин1см). Объяснение состоит в том, что растворенные в воде молекулы углеводородов практически не влияют на межфазное натяжение, так что изменение а вызвано разницей плотностей различных гомологов. В системе жидкость — газ остальное изменение о (14—3,5) происходит за счет давления насыщенного пара. [c.436]

    Теоретически доказано и экспериментально установлено, что тпдратные слои обладают значительной толщиной. Под воздействием активных центров поверхности глинистых частиц молекулы воды могут быть упорядочены на расстояниях до 300-10- см от поверхности. Поэтому нри сближении двух частичек в электролите между ними возникают электростатические силы отталкивания в результате перекрытия их двойных слоев. Сближению частичек также препятствуют повышенные механические свойства (вязкость, прочность иа сдвиг и т. п.) связанной воды, молекулы которой ограничены в движениях. [c.61]

    При взаимодейств1щ поверхностно-активных вещести с водой молекулы их погружаются в воду своими гидрофильными группами, гидрофобная же углеводородная цепь (радикал) располагается выше уровня воды, т. е. как бы торчит из воды. Выталкивающее действие воды на гидрофобную часть молекул поверхностно-активных веществ способствует накоплению их в поверхностном слое жидкости. Опыт показывает чем длиннее углеводородный радикал, тем хуже данное вещество растворяется в воде, тем большая доля его находится в поверхностном слое и тем, следовательно, выше его адсорбируемость. За счет накопления поверхностно-активных веществ в поверхностном слое жидкости и нроис- [c.199]

    Характерной особенностью всех поверхностно-активных веществ является то, что молекулы их содержат две части полярную гидрофильную группу, например ОН, СООН, ЫНг, и неполярлый углеводородный или ароматический радикал. Полярная группа обладает значительным электрическим моментом диполя и хорошо гидратируется.. Эта группа и определяет сродство поверхностно-активных веществ к воде. В отличие от полярной группы углеводородный радикал гидрофобен, т. е. понижает растворимость поверхностно-активных веществ в воде. При взаимодействии поверхностно-активных веществ с водой молекулы их погружаются в воду своими гидрофильными группами, гидрофобная же углеводородная цепь (радикал) располагается выше уровня воды, т. е. как бы торчит из воды. Выталкивающее действие воды на гидрофобную часть молекул поверхностно-активных веществ способствует накоплению их в поверхностном слое жидкости. Опыт показывает чем длиннее углеводородный радикал, тем хуже вещество растворяется в воде, тем большая доля его находится в поверхностном слое и, стало быть, выше его адсорбируемость. За счет накопления поверхностно-активных веществ в поверхностном слое жидкости и происходит -уменьшение поверхностного натяжения раствора. [c.354]

    Аналогично относительной молекулярной массой (сокращенно — молекулярной массой) вещесШа называют отношение средней массы вещества определенного формульного состава, включающего атомы отдельных элементов в их природном изотопном составе, к 1/12 массы атома изотопа углерода Безразмерная величина — относительная молекулярная масса — обозначается символом Mr- Поскольку масса любой молекулы равна сумме масс составляющих ее атомов, то относительная молекулярная масса равна сумме соответствующих относительных атомных масс. Например, молекулярная масса воды, молекула которой содержит два атома водорода и один ато.м кислорода, равна М,(Н20)= 1,0079 2 -Ь 15,9994 = 18,0152. [c.21]

    При растворении в воде молекулы фтороводорода диссоциируют с образованием ионов Н+ и Р . При» этом частично разрываются водородные связи, так что диссоциация НР на ионы требует значителыюй затраты энергии. Поэтому фтороводород диссоциирует в водных растворах в значительно меньшей степени, чем другие галогеноводороды, константа кислотности фтороводорода равна Т-Ю «, так что по силе эта кислота лишь слегка превосходит уксусную. [c.484]

    Теплота набухания объясняется взаимодействием растворителя н молекул полимера с образованием адсорбционно-сольватного слоя и характеризует это взаимодействие с энергетической стороны. Часть растворителя связывается набухающим полимером. В случае водного раствора образуется связанная вода, молекулы которой ориентированы по отношению к макромолекулам полимера и имеют более плотную упаковку, чем свободная вода. Поэтому связанная вода отличается от свободной воды по ряду физико-химичедких свойств большей плотностью, неспособностью растворять, меньшей диэлектрической постоянной, пониженной температурой замерзания и др. [c.297]

    Оксид углерода (II) СО — газ, без цвета и запаха, ядовит (угарный газ), плохо растворим в воде. Молекула оксида СО изоэлектронма молекуле N2 (см. 5.3). Образование двух связей в СО возможно по обменному механизму, третьей — по донорно-акцепторному, за счет свободной /з-орбитали атома углерода н не-поделепной пары электронов атома кислорода  [c.291]

    Наоборот, если энергия взаимодействия молекул А и А или В и В больше, чем, А и В, то одинаковые молекулы одного и того же компонента будут связываться между собой и растворимость А в В понизится. Это часто наблюдается при значительной полярности одного из компонентов раствора, например, полярный хлороводорбд мало растворим в неполярном бензоле. Этим же объясняется небольшая растворимость неполярных и малополярных веществ в полярном растворителе, например в воде. Молекулы Н]0 в жидкой воде связаны друг с другом сильными водородными связями, поэтому притяжение неполярных молекул к [c.251]

    Сравнение органических пористых полимеров с цеолитами. Значительным преимуществом многих органических адсорбентов является гидрофобность их остова (см. рис. 6.10). Это позволяет применять, например, аниониты для поглощения SO2 и СО2 из влажного воздуха без его предварительной осушки. При увлажнении анионита АН-221 (сополимера СТ с ДВБ, модифицированного прививкой групп —NH h3 h3Nh3) адсорбция СО2 даже несколько увеличивается за счет большей доступности аминогрупп в результате некоторого набухания, в то время как при увлажнении катионированного цеолита адсорбция СО2 рЛко уменьшается. Таким образом, если в качестве адсорбента для поглощения СО2 применять цеолит NaX, то сначала воздух надо осушить, в противном случае цеолит будет адсорбировать преимущественно воду (молекула воды имеет большой электрический момент диполя при очень малых размерах), а не СО2 (молекула СО2 имеет только электрический момент квадруполя при значительно больших размерах, см. табл. 2.1). В случае же анионита влажность воздуха не имеет значения. [c.125]

    Благодаря тому что кристаллы лизоцима, как и все известные кристаллы белков, содержат в большом количестве воду, молекулы многих водорастворимых веществ могут диффундировать в них без особых затруднений. Это позволило Филлипсу с сотр. в 60-х годах выполнить еще одну пионерскую работу — провести рентгеноструктурное изучение фермент-субстратного комплекса, точнее комплекса лизоцима с низкомолекулярным аналогом субстрата, три-Ы-ацетилхитотриозой. Схема, показывающая взаимодействия между лизоцимом и трисахаридом, показана на рпс. 17. На основа1ши полученных данных авторы работы [18] заключили, [c.150]

---

Загадка молекулярной структуры воды | Новости сибирской науки

​Международная группа учёных разбиралась, как происходит вращение молекулы воды и каковы ее критические свойства и локальная структура. 

Как двигается молекула в поле рентгеновского излучения и какова структура жидкостей — всё это нужно для понимания механизмов взаимодействия излучения с веществом и структурой сложных молекулярных систем.

Так, наблюдая за молекулярным движением, ученые используют динамический вращательный эффект Доплера. Наличие изолированных колебательных состояний в Оже-переходах дает уникальный способ изучения индуцированного молекулярного вращения.

Теоретические предсказания подтверждаются на практике. При помощи современных синхротронов и экспериментальной методики есть возможность изучать сверхбыстрое молекулярное вращение во льду, в газообразном и жидком состоянии воды. Применяя Оже-спектроскопию и рентгеновскую фотоионизацию, специалисты рассматривают поведение молекул воды при высоких энергиях фотонов.

Фарис Хафизович Гельмуханов – доктор физ-мат. наук, ведущий научный сотрудник, профессор Института нанотехнологий, спектроскопии и квантовой химии Сибирского федерального университета (г. Красноярск), приглашенный исследователь, профессор отделения теоретической химии и биологии Королевского технологического института в Стокгольме (Швеция). Выпускник Новосибирского государственного университета, бывший сотрудник Института автоматики и электрометрии (г. Новосибирск) – рассказал об актуальных исследованиях по изучению атомных связей в молекуле воды, которые проходили в сотрудничестве с зарубежными специалистами, использующими новейшее оборудование.

Ряд исследований международной команды ученых представлен несколькими значимыми публикациями. Например, в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 116(11), 4877–4882 (2019) внимание специалистов направлено на изучение движения молекулы углекислого газа (CO) с использованием динамического вращательного эффекта Доплера.

Фарис Гельмуханов пояснил, как меняется молекулярная ориентация, в частности, как возникает индуцированная отдача молекулярного вращения и каковы отличительные особенности Оже-спектров молекулы:

 

Рис.1

«Эффект Допплера имеет место для любых волн – звуковых волн, волн на воде, фотонов, электронов и так далее. Эффект Допплера мы наблюдаем и в повседневной жизни: если машина скорой помощи с включённой сиреной приближается к вам, вы слышите высокую частоту. Как только автомобиль проедет мимо – вы слышите низкий звук (см. Рис. 1).

Поскольку молекулы двигаются, эффект Допплера можно наблюдать и по характерному сдвигу частоты или энергии испущенного фотона или электрона. Важно отметить, что эффект Допплера можно наблюдать как при поступательном движении молекул, так и при их вращении (вращательный эффект Допплера). Однако длительное время считалось невозможным обнаружить вращения в рентгеновских спектрах в силу сверхбыстрого характера рентгеновского процесса, длительность которого была слишком короткой по сравнению с периодом медленных молекулярных вращений. Тем самым делая невозможным “увидеть” вращение молекулы».

Профессор выделяет два ключевых момента исследованного явления: «Первый момент заключается в переводе молекулы в состояние сверхбыстрого вращения. Для этого исследователи ионизовали молекулу CO фотонами большой энергии (около 10 кэВ). Подобно снаряду, вылетевший из атома углерода быстрый фотоэлектрон, сообщил этому атому момент импульса. В результате этой отдачи, молекуле была сообщена большая скорость вращения с характерной вращательной температурой, близкой к температуре на поверхности солнца (10 000 K)».

 

Рис. 2. Быстрый фотоэлектрон при вылете из атома углерода (красный шарик) толкает за счет отдачи и приводит к сверхбыстрому вращению молекулы CO. Через 8 fs влетает Оже-электрон. Оже-спектр дает информацию о повороте оси молекулы за время жизни 1s-дырочного состояния (8 fs).

«Следует отметить, что фотоэлектрон с той же самой вероятностью влетает в противоположную сторону. Тем самым у нас будут молекулы сверхбыстрого вращения в противоположную сторону. Mы детектировали это вращение, измеряя энергию испущенного Оже-электрона (см. Рис. 2).

Вращение молекулы сдвигает энергию Оже-электрона в сторону увеличения или уменьшения. Это зависит от направления вращения. Taк как у нас половина молекулы крутится в одну сторону, а другая половина в противоположную сторону, то Оже-резонанс расщепляется на два пика (см. Рис. 3a), – поясняет профессор Гельмуханов и продолжает далее –

Нo молекула, благодаря этому сверхбыстрому вращению, могла успеть повернуться на заметный угол за короткое время (порядка 8 фемтосекунд) рентгеновского процесса (см. Рис. 2)».

Второй ключевой момент работы, по словам Фариса Гельмуханова, заключается «в детектировании этого угла поворота. В качестве такого временного детектора использовался тот самый Оже-электрон, вылетевший через приблизительно 8 фемтосекунд после ионизации. Оказалось, что сверхбыстрый поворот молекулы приводит к зависящему от времени Допплеровскому сдвигу Оже-резонанса и характерной ассиметрии спектральной формы этого резонанса (см. Рисунок 3). Варьируя энергию рентгеновского фотона, а, следовательно, и скорость индуцированного вращения, удалось визуализировать динамику этого вращения».

 

Рис.3. a) вращательный эффект Допплера приводит к расщеплению Оже-резонанса на два пика с одинаковой интенсивностью; b) теория предсказывает, что проворот оси молекулы за время жизни ионизованного состояния молекулы CO приводит к ассиметрии дуплета c) экспериментальный спектр

В этой работе по изучению Динамического эффекта Допплера воды участвовали теоретики и экспериментаторы. Группу теоретиков возглавил профессор Фарис Гельмуханов. Эксперимент был выполнен на синхротроне SOLEIL (Париж, Франция).

Следующий этап исследований был посвящен изучению локальной структуры жидкой воды. Pезультаты этой работы опубликованы в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 116 (10) 4058-4063 (2019).

По словам Фариса Гельмуханова, «общепринято, что вода состоит из молекул Н₂О, объединенных в группы так называемыми водородными связями (ВС). Hе связанные в кластеры молекулы воды присутствуют в ней лишь в небольшом количестве. Часто водородную связь рассматривают как электростатическое взаимодействие, усиленное небольшим размером водорода, которое разрешает близость взаимодействующих диполей. Особенностями водородной связи, по которым её выделяют в отдельный вид, является её не очень высокая прочность, её распространенность и важность, особенно в органических соединения. Для возникновения водородных связей важно, чтобы в молекулах вещества были атомы водорода, связанные с небольшими, но электроотрицательными атомами, например: O, N, F».

Суть исследований помог понять профессор Гельмуханов: «Существует две модели жидкой воды. Большинство экспериментальных данных указывает на то, что вода является однородной, c плотностью 1г\см³. Несмотря на это, многие ученые думают, что вода есть флуктуирующая смесь кластеров двух типов, в одном их которых молекулы связаны друг с другом водородной связью как во льду, а в другом связи нарушены. Благодаря чему эти кластеры более плотные. Наши недавние теоретические и экспериментальные исследования показали, что жидкая вода все-таки является однородной».

Как сообщил Фарис Гельмуханов, «было проведено два типа экспериментов: во-первых, измерение рентгеновских спектров поглощения (RSP) газообразной воды, жидкой воды и льда в широком диапазоне энергии. Измерение RSP вдали от порога ионизации 1S электрона атома кислорода в воде было необходимо, чтобы откалибровать по интенсивности RSP паров воды, жидкой воды и льда (в этой области RSP всех трёх фаз воды строго совпадают). Измерение RSP до порога ионизации позволило нам количественно сравнить вероятность перехода 1S электрона на первую незанятую молекулярную орбиталь. Сравнение вероятности этого перехода в газе, жидкой воде и во льду было ключевым моментом нашего эксперимента. Из этого сравнения мы извлекли такой фундаментальный параметр жидкой воды, как среднее число водородных связей, приходящееся на одну молекулу. Это число оказалось равным 3.5, что близко к числу водородных связей во льду (=4). Тем самым мы показали, что локальная структура воды очень близка к структуре льда. Данный эксперимент был выполнен на пучке жестких рентгеновских фотонов «ID20» синхротрона (European Synchrotron Radiation Facility, в Гренобле, (Франция)).

Во втором случае измерялся спектр резонансного неупругого рассеяния рентгеновского излучения (PHPPИ)) газообразной и жидкой водой. Для этого использовался спектрометр SAXES на пучке рентгеновских фотонов “ADRESS” синхротрона “Swiss Light Source” в Швейцарии.

Что представляет собой PHPPИ метод? Как объяснил профессор, «резонансноe неупругоe рассеяниe рентгеновского излучения (PHPPИ) может приблизительно рассматриваться как 2-этапный процесс. На первом этапе молекула поглощает падающий рентгеновский фотон и переходит из основного в высоковозбужденное промежуточное состояние с «дыркой» на 1s-уровне соответствующего атома. Это промежуточное состояние неустойчиво и оно распадается в конечное состояние, испустив конечный рентгеновский фотон. Очевидно, энергия испустившего фотона меньше энергии начального фотона на разницу энергии конечного и начального состояния молекул».

Далее, экспериментальный материал был детально проанализирован теоретиками при помощи соответствующих расчетов и опубликован в престижном международном журнале Nature Communications 10: 1013 (2019). Здесь акцент ставится на прочности водородной связи в жидкой воде, а в основе лежат показания, снятые при помощи метода резононсного рассеяния рентгеновского излучения (PHPPИ)).

Фарис Гельмуханов подробно прокомментировал основные положения этого исследования:«Mногие ученые считают, что вода есть флуктуирующая смесь кластеров двух типов (лёгкая и тяжёлая фракции), в одном из которых молекулы связаны друг с другом, как во льду, а в другом связи нарушены, благодаря чему эти кластеры более плотные. Но так ли это? Если изучать резонансное неупругое рассеяние рентгеновского излучения (RNRRI) водой, то можно увидеть эмиссионный переход, в котором электрон с занятой молекулярной орбитали 1b₁ заполняет дырку, созданную падающим фотоном в глубоком 1s уровне атома кислорода. Эксперимент с жидкой водой показывает расщепление этого резонанса на два пика. В научной литературе часть ученых приписывает этот дублет двум вышеупомянутым структурным мотивам. Из этого делаются далеко идущие заключения о локальной структуре и критических свойствах воды. Чтобы пролить свет на эту фундаментальную проблему, авторы данной работы выполнили недавно RNRRI эксперимент с парами воды, т.е. измерили RNRRI спектр изолированной молекулы воды».

Как заверил профессор Гельмуханов, «эксперименты привели к неожиданному результату и показали, что точно такое же расщепление присутствует в рентгеновских спектрах рассеяний молекул воды в газовой фазе, где очевидно водородная связь отсутствует и вопрос о легкой и тяжелой фракциях не возникает. Более того, выполненные теоретические расчёты однозначно объясняют данное расщепление сверхбыстрой диссоциациeй молекулы воды в 1s-дырочном состоянии. Таким образом, данное исследование, однозначно свидетельствуя о динамической природе расщепления 1b₁ резонанса, опровергает структурный механизм, тем самым свидетельствуя, что структура воды однородна».

 

Рис. 4. Левая панель показывает распределение молекул воды в жидкой фазе. Средняя врезка показывает процесс неупругого рассеяния молекулой воды, а правый рисунок показывает колебательную d-структуру в PHPPИ спектре.

Вторым не менее важным результатом данной работы, по словам российского ученого, является «извлечение из эксперимента более детальной структурной информации, а именно, как влияет водороднaя связь (ВС) на силу OH связи. Колебательная инфракрасная (ИК) спектроскопия является общепринятым инструментом для исследования ВС в жидкостях. Однако в жидкостях ИК-спектроскопия исследует лишь наиболее интенсивный переход в первое колебательное состояние, которое “слабо чувствует” межмолекулярное взаимодействие (см. Рис. 4) в силу малой амплитуды колебаний. Спектроскопия RNRRI воды качественно отличается от ИК спектроскопии тем, что при возбуждении рентгеновским фотоном глубокого 1s электрона кислорода на первую незанятую молекулярную орбиту, молекула воды быстро диссоциирует. В процессе этой сверхбыстрой диссоциации возбуждённый электрон переходит обратно на 1s уровень, испуская рентгеновский фотон. Частота испущенного фотона отличается от возбуждающего фотона, так как при этом переходе заселяются более высокие колебательные уровни (см. Рис. 4). Таким образом, в отличие от ИК-спектра, RNRRI спектр состоит из протяжённого набора колебательных пиков. Чем выше колебательное состояние (см. Рис. 4), тем дальше атомы водорода удаляются от кислорода в процессе OH колебаний и тем сильнее данное колебание “чувствует” взаимодействие с ближайшей молекулой воды, а именно водородную связь».

Итак, «PHPPИ даёт уникальную возможность исследовать ВС, а именно, извлечь из экспериментального спектра количественную информацию o влиянии соседних молекул через ВС на потенциал взаимодействия OH связи. Важно отметить, что в отличие от изолированной молекулы воды с одним OH потенциалом, в жидкости имеется набор (распределение) OH потенциалов в силу флуктуирующего многообразия ближайшего окружения молекулы воды. Таким образом, вторым результатом работы является “измерение” распределения OH потенциалов в сети флуктуирующих водородных связей», — заключил физик.

В этой многоаспектной работе по изучению структуры жидкой воды участвовало две группы: теоретики и экспериментаторы. Группу теоретиков возглавлял профессор Фарис Гельмуханов. Сюда вошли специалисты из разных научных учреждений, в частности, из Королевского технологического института (Стокгольм), Стокгольмского университета и российские ученые Сибирского федерального университета (доктор Сергей Полютов и аспирантка Нина Игнатова).

Руководителем экспериментальной группы был профессор Александр Фёxлиш (Alexander Föhlisch) из Института методов и приборов для исследования синхротронного излучения (Берлинский центр материалов и энергии имени Гельмгольца, Берлин, Германия). Она представлена учеными из Германии и Швейцарии (синхротрон “Swiss Light Source”).

Важно, что вторая практическая работа, выводы которой обнародованы в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 116 (10) 4058-4063 (2019) выполнена на двух синхротронах: это Европейская установка синхротронного излучения “European Synchrotron Radiation Facility”, в Гренобле, (Франция) и “Swiss Light Source” в Швейцарии. По замечанию профессора Гельмуханова, “Swiss Light Source «уникальный спектрометр, который обладает в настоящее время лучшим в мире пo спектральному разрешению. Поэтому мы измеряем на нем, чтобы увидеть в PHPPИ спектре колебательную структуру воды в жидкой фазе , связанную с колебаниями OH связи в молекуле воды».

Итогом длительной работы ученых стало обнаружение нового физического эффекта – Динамического вращательного эффекта Допплера, а также детальное исследование роли структуры и ядерной динамики на рентеновские спектры паров воды, жидкой воды и льда. Впервые удалось визуализировать Динамику индуцированного вращения. Экспериментальные данные, дополненные теоретическими расчетами позволили получить детальную структурную информацию о жидкой воде, и было показано, что структура воды однородна.

Олеся Фарберович

3. Молекула воды . Вода

В жизни человека, как и в жизни всякого другого существа, вода играет громадную роль. Вода нужна для питья и для приготовления пищи, вода нужна для мытья. Давно человек понял и то, что вода необходима для его полей. Поэтому нет ничего удивительного, что ещё древние народы, жившие тысячелетия до нас, смотрели на воду как на особое вещество, первооснову всего существующего.

«Вода как жидкое, подвижное, всепроникающее, явилась началом всего» — учил около двух с половиной тысяч лет назад «греческий мудрец Фалес Милетский. Лет двести спустя крупнейший философ древнего мира Аристотель насчитывал уже несколько таких первооснов, „основных элементов“ мира, но среди них была и вода.

В высказываниях древних греков, какими бы эти высказывания ни казались нам сейчас по-детски наивными, уже отражалось глубокое понимание значения воды во всех явлениях природы и в жизни человека.

Прошло около 20 веков. Само понятие „элемент“ существенно изменилось. Химическим элементом стали считать простое вещество, которое уже не может быть разложено далее на более простые вещества. Число элементов всё увеличивалось и увеличивалось. В списке этих элементов опять значилась вода.

И этому были причины. Ведь учёные того времени, наблюдая различные явления, в которых участвует вода, никогда не замечали, чтобы она изменялась химически. На глазах их она затвердевала в лёд, но лёд при таянии давал ту же воду. Вода нагревалась до кипения и испарялась, но, охлаждаясь, пары снова собирались в капли воды. Вода как вещество оставалась во всех процессах „самой собой“ и её считали неразложимым, простым веществом.

Только в конце восемнадцатого столетия было сделано важное открытие, что вода есть сложное вещество: вода была получена искусственным путём, при сжигании газа водорода в кислороде. Этим было доказано, что вода состоит из водорода и кислорода.

Приблизительно в это же время сложный состав воды удалось доказать и обратным путём — разложением воды на составные части. Это сделал французский учёный Лавуазье. Через раскалённый ружейный ствол он пропускал пары воды. От действия высокой температуры вода разлагалась. Кислород соединялся с железом, и на внутренней поверхности ствола появлялась окалина (соединение железа с кислородом), а из ствола выходил газ водород.

А несколькими годами позже вода впервые была разложена на её составные части электрическим током. Этим путём было точно установлено, что в воде по весу находится 11,11 процента водорода и 88,89 процента кислорода, причём водорода выделяется из воды по объёму в два раза больше, чем кислорода.

Если оба эти выделившиеся газа смешать, то при комнатной температуре эта смесь может оставаться без изменения очень долго. Чтобы только одна шестая часть этой смеси превратилась в воду, нам пришлось бы ждать 54 миллиарда лет. Но стоит только поднести к этой смеси горящую спичку или пропустить через неё электрическую искру, как между кислородом и водородом моментально произойдёт химическая реакция: водород сгорит в кислороде, и в результате получится вода. Такой опыт надо проводить с большой осторожностью, так как горение всегда сопровождается взрывом большой силы. Поэтому смесь из двух объёмов водорода и одного объёма кислорода и названа гремучей смесью.

Чтобы вызвать реакцию между кислородом и водородом, вовсе не обязательно нагревать всю смесь. Достаточно нагреть самый незначительный её объём. В этом объёме начнётся процесс горения водорода — соединения его с кислородом. При этом выделяется очень много тепла (десять граммов гремучей смеси при горении дают такое количество тепла, которого достаточно, чтобы вскипятить почти пол-литра воды). Выделяющееся тепло передаётся соседним участкам смеси, и процесс горения с чрезвычайной быстротой распространяется по всему объёму.

Температура в пламени гремучего газа превышает 3000 градусов. Поэтому гремучий газ и применяют для автогенной сварки.

Итак, вода — это сложное вещество, состоящее из кислорода и водорода. Как же построена молекула воды? Как располагаются в ней атомы кислорода и водорода?

Современная наука располагает очень точными методами исследования, которые позволяют проникнуть в строение вещества так глубоко, что уже теперь с полной уверенностью можно говорить не только о том, из каких атомов составлены молекулы того или другого вещества, но и о том, как располагаются атомы в молекулах. Каждая молекула воды состоит из трёх атомов: одного атома кислорода и двух атомов водорода. Все три атома расположены в молекуле таким образом, что если мысленно соединить их линиями, то образуется равнобедренный треугольник, то есть треугольник, у которого две стороны равны (рис. 3). В вершине находится атом кислорода, а в двух углах при основании — по атому водорода. Расстояния между атомом кислорода и водородными атомами одинаковы и равны 97 десятимиллиардным долям сантиметра. Расстояние между атомами водорода равно 154 десятимиллиардным долям сантиметра, а угол при вершине, в которой находится атом кислорода, составляет около 105 градусов. Если размер молекулы увеличить в десять миллиардов раз, этот треугольник поместился бы на столе среднего размера.

Рис. 3. Расположение атомов в молекуле воды.

Читатель может спросить: почему атомы в молекуле воды расположены в виде треугольника, а не по прямой линии — в середине атом кислорода, а по краям атомы водорода?

Объяснить это можно так. Всякое тело в природе стремится занять наиболее устойчивое положение. Мяч, брошенный на гладкую крышу, не останется лежать на её покатой поверхности и под действием силы тяжести обязательно скатится вниз. Если мы привяжем к нитке какой-нибудь грузик и будем держать нитку за свободный конец, грузик натянет нить и расположится точно по отвесной линии. Отведём грузик немного в сторону и отпустим, — грузик не останется в новом неустойчивом состоянии и под действием силы тяжести быстро вернётся к своему первоначальному положению. Так и в молекуле воды. Атомы соединены в ней друг с другом силами, которые называют силами химического сродства. Величина и направление действия этих сил таковы, что молекула воды является устойчивой именно тогда, когда атомы образуют треугольник. Всякая другая „постройка“ из атомов оказывается менее устойчивой. И если по каким-либо причинам расположение „атомов“ изменится, то по устранении этой причины атомы вновь образуют такой же треугольник.

Нужно сказать, что силы, удерживающие атомы водорода и кислорода в молекуле воды, весьма велики. Необходима очень большая энергия, чтобы связь между атомами „разорвалась“. Мы можем нагреть воду до 1400 градусов, и из миллиона молекул воды при этой температуре только около ста молекул окажутся разложенными на водород и кислород. Даже при 3092 градусах разрушается только 13 процентов всех молекул воды.

Любая вода, откуда бы она ни была взята, — из Северного Ледовитого океана, из глубокой шахты Донбасса, была заключена в снежинке или сверкала ранним утром в капельке росы на цветке, — любая вода состоят из одинаково построенных молекул. Однако взаимное расположение отдельных молекул друг относительно друга в жидкой воде, снежинке или в паре из парового котла оказывается неодинаковым.

Пары воды, нагретые градусов до трёхсот, при атмосферном давлении подобны обычным газам: в них расстояния между молекулами достаточно велики, так что каждая отдельная молекула может существовать более или менее самостоятельно, не испытывая существенного взаимодействия со стороны своих соседей, за исключением, конечно, тех случаев, когда молекулы в результате беспорядочного теплового движения сталкиваются друг с другом.

В снежинке или кусочке льда молекулы сближены и закреплены в определённых местах кристаллической решётки; движения молекул в большинстве своём ограничиваются колебанием около некоторых средних положений.

А как располагаются молекулы в жидкой воде?

В науке до сих пор ещё нет строгой, твёрдо установленной теории, касающейся строения жидкостей, в частности воды. Предполагается, что жидкая вода по своему строению представляет нечто среднее между кристаллами льда и паром. Изучение строения воды с помощью инфракрасных и рентгеновых лучей дало возможность считать, что при температурах, близких к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы и „упаковываются“ в пространство приблизительно так, как в кристаллах, а при температурах, близких к точке кипения воды, при нормальном давлении, они располагаются более свободно, беспорядочно. Однако „каркас“, составленный в жидкой воде из отдельных молекул, должен быть очень гибким. Иначе трудно было бы объяснить подвижность воды, способность её быть „рабочим телом“, приводящим в движение тяжёлое колесо турбины, и переносчиком различных питательных веществ по тончайшим сосудам живых организмов.

По-видимому, и в водяном паре при невысоких температурах часть молекул воды объединена или, как говорят, ассоциирована.

Вода — самая распространённая в природе жидкость. Мы так привыкли к воде, к её разнообразным проявлениям, что она нам кажется самой обыкновенной жидкостью. Многие свойства воды положены в основу нашей измерительной системы. Температуру таяния льда мы считаем за нуль градусов, а температуру кипения за сто градусов (по принятой теперь почти всюду шкале Цельсия). Массу воды в объёме одного кубического сантиметра мы принимаем за меру массы — один грамм. Количество тепла, которое поглощает один грамм воды при нагревании на один градус, мы называем единицей теплоты — калорией. Многие измерительные приборы физиков и химиков градуируются по воде, и величины, измеренные для других веществ, обычно сравниваются с числами, полученными для воды. Но если мы внимательно присмотримся к поведению воды в различных условиях и сравним его с поведением большинства других жидкостей, то обнаружим, что наша „обыкновенная“ жидкость ведёт себя очень странно, если этими словами можно выразить своеобразный характер воды, резко отличающий её от всех других жидкостей.

Теперь мы и расскажем о некоторых самых важных и интересных свойствах воды и её отступлениях от общих „правил“ поведения жидкостей.

Что такое пи-вода? | Coolmart

Информация, изложенная на нашем сайте относится только к технологии получения пи-воды разработанной компанией Вон Йонг. Мы не имеем никакого отношения к технологиям имитирующих пи-воду. В частности Японской технологии Nikken и продукции PiMag.

Пи-вода:

• Активирует нормальный клеточный рост и восстанавливает клетки
• Ограничивает поступление вредных ионов и защищает организм человека от токсических веществ
• Улучшает способность клеток к регенерации и исцеляет поврежденные клетки
• Активирует функции обмена веществ организма, например, пищеварение, и улучшает основные функции организма
• Обладает анти-окислительными свойствами, поэтому из организма выводятся свободные радикалы и активный кислород, которые, как известно, вызывают различные заболевания и старение.

Водоочиститель Неос ВЕ (Vital Energy Water), что в переводе означает «вода с энергией жизни» качественно очищает простую водопроводную воду и производит пи-воду.

История пи-воды

Кластер пи-воды

Золотое сечение пи-воды

Что объединяет золотую пропорцию с молекулой пи-воды?

Физические и химические свойства пи-воды

Низкое поверхностное натяжение

Окислительно-восстановительный потенциал пи-воды (ОВП)

Значение кислотно-щелочного равновесия (рН) пи-воды

Характеристики пи-воды

Функции пи-воды

Экспериментальное подтверждение 

История пи-воды

В 1964 году профессором сельскохозяйственного факультета Университета Нагоя Акихиро Ямасита было обнаружено – если водная среда организма содержит очень малое количество железистых солей (Ferric/Ferrous Fe2/3), то такая вода выполняет функцию контроля над правильной работой нашего организма. Профессору Ямасита в результате многочисленных исследований удалось изготовить искусственную воду, выполняющую аналогичные функции. В 1985 году он назвал ее Пи-водой.

В состав Пи-воды входят железистые соли, которые очень эффективны в крайне малых количествах. При низком содержании железистая соль работает проводником в среде при передаче энергии и информации другим веществам и создает кластерную молекулярную структуру воды.

Над технологией производства пи-воды в бытовых водоочистителях десятки лет трудились ученые Университета Медицины и биотехнологий Южной Кореи Корпорации ВонЙонг совместно с ведущим Институтом воды Японии создав, в результате, био-керамику состоящую из железистых солей.

Железистые соли, в воде, создают вокруг своих ионов гидратную оболочку (кластеры) образованную ориентированными диполями воды. О прочности кластеров можно судить по тому, что при удалении из воды ионов железа, сближение ядер продолжается длительное время (в некоторых случаях месяцы). При этом нужно отметить существенное обстоятельство: железистая соль био-керамики не работает, а лишь играет роль спускового крючка при образовании кластеров. Совершенно чистая вода содержит ионы водорода и гидроксила в концентрации, вполне достаточной для проявления эффекта памяти, но ионы железа, начиная с концентрации, порядка 0,000000000002 моль/л способствуют возникновению эффекта пи-воды.

Благодаря этому эффекту, электромагнитные поля клеточных мембран, приобретают способность к накоплению жизненных сил в организме человека, и вместе с тем предотвращается обезвоживание клеток. Вода, контактировавшая с био-керамикой, улучшает работу клеточных мембран и замедляет процессы старения, повышает иммунитет и улучшает обмен веществ, способствует нормализации деятельности сердца, сосудов головного и спинного мозга, очищает организм от токсинов и биологических шлаков, повышает жизненный тонус, усиливает усвояемость витаминно-минеральных комплексов, фитопрепаратов и пищевых добавок. Био-керамика заряжает воду жизненной энергией (создает пи-воду) и удаляет вредные для человеческого здоровья ионы. Также придает воде антиокислительный потенциал, который удаляет свободные радикалы и активный кислород, известные как главные причины многих болезней и старения организма. Это также эффективно для предупреждения и лечения различных гериатрических болезней и рака. На основе уникального патента производства био-керамики создан водоочиститель Neos Vital Energy (Neos VE) (Неос Энергия Жизни).  

Кластер пи-воды

Кластер (англ. cluster скопление) — объединение нескольких однородных молекул, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определёнными свойствами.

Прежде чем перейти к описанию кластеров пи-воды, отметим, что молекулы воды при конденсации, то есть при образовании жидкой фазы, формирует жидкое вещество удивительной сложности. В первую очередь это связано с тем, что молекулы воды обладают уникальным свойством объединяться в кластеры (Н2О)x. Возможности прямого наблюдения кластеров ограничены, и поэтому экспериментаторы компенсируют аппаратурные недостатки теоретическими построениями (в действительности ни строения атомов, ни строения молекулы воды никто не видел. Размеры атомов различных элементов колеблются примерно от 0,6 до 2,6 А, а величины длины световой волны – в несколько тысяч раз больше: от 4,5*10-5 до 7,7*10-5 см. К тому же и атомы, и молекулы не имеют четких границ, чем и объясняется существующий разнобой вычисленных радиусов).

При комнатной температуре степень ассоциации X для воды составляет, по современным данным, от 3 до 6. Это означает, что формула воды не просто Н2О, а среднее между Н6О3 и Н12О6. Другими словами, вода — сложная жидкость, составленная из повторяющихся групп, содержащих от трех до шести одиночных молекул. Вследствие этого вода обладает аномальными значениями температуры замерзания и кипения. Если бы вода подчинялась общим правилам, она должна была замерзать при температуре порядка -100оС и закипать при температуре около +10оС.

Если бы вода при испарении оставалась в виде Н6О3, Н8О4 или Н12О6, то водяной пар был бы намного тяжелее воздуха, в котором доминируют молекулы азота и кислорода. В этом случае поверхность всей Земли была бы покрыта вечным слоем тумана. Представить себе жизнь на такой планете практически невозможно.

Людям крупно повезло: кластеры воды при испарении распадаются, и вода превращается практически в простой газ с химической формулой Н2О. Плотность газообразной воды меньше плотности воздуха, и поэтому вода способна насыщать своими молекулами земную атмосферу, создавая комфортные для человека погодные условия.

На Земле нет других веществ, наделенных способностью быть жидкостью при температурах существования человека и при этом образовывать газ не только легче воздуха, но и способный возвращаться к ее поверхности в виде осадков.

Кластер пи-воды объединяет 5-ть или 6-ть молекул воды. Это было определенно при помощи Ядерно Магнитно Резонансного теста. Т. к. кислород имеет только три устойчивых изотопа: 16О, 17O и 18O, то Ядерно Магнитный Резонанс проводился по изотопу 17O (наиболее распространенные изотопы кислорода 16О обладют нулевым спином, поэтому ядерно-магнитный резонанс для этих атомов не наблюдается).

Ядерный магнитный резонанс — это резонансное поглощение электромагнитной энергии веществом, обусловленное переориентацией магнитных моментов атомных ядер.

Спектроскопия Ядерно Магнитным Резонансом воды на ядра изотопа кислорода 17O — важный метод изучения водных кластеров. Параметры спектров 17O Ядерно Магнитного Резонанса получены с рабочей частотой для ядер кислорода 55-65 Гц. Также определялось время спин-спиновой релаксации на основе импульсной последовательности Карр-Перселла-Мейбоума-Гилла.

Спин-спиновое взаимодействие, это взаимодействие между спиновыми магнитными моментами микрочастиц (атом можно рассматривать как вращающийся волчок, а его спин — как характеристику такого вращения, — отсюда название Спин).

Наблюдение спектров Ядерно Магнитного Резонанса осуществляется путём изменения частоты со поля. Ядерные спины изотопов кислорода взаимодействуют между собой. Это приводит к установлению теплового равновесия (к спин-спиновой релаксации). Этот процесс характеризуется поперечной составляющей ядерной намагниченности и определяется внутренними взаимодействиями в самой системе спинов. Увеличение ширины резонансной линии ядерной намагниченности определяется магнитным полем соседних ядер. Для водопроводной воды, воды из скважины спин-спиновое взаимодействие ядер настолько низко, что приводит к сильному увеличению резонансной линии. Спектры Ядерно Магнитного Резонанса пи-воды отличаются узкими линиями (спектр высокого разрешения). Более короткое время релаксации, а так же небольшая ширина пика при Ядерно Магнитном Резонансе говорит о наличии в пи-воде более мелких кластеров, предположительно объединяющих 5-ть или 6-ть молекул Н2О.  

Золотое сечение пи-воды

Почему кластерная вода состоящая из 5-6-ти молекул воды называется пи-водой? Потому что именно в таком кластере соблюдается закон золотой симметрии!

Но для начала необходимо рассмотреть строение самой молекулы воды. Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. У атома кислорода на внешней орбите всего шесть электронов, а для полного счастья ему не хватает еще двух, чтобы получился полный комплект: восемь электронов. Первым кандидатом на занятие свободных мест является электрон водорода. Отсюда и название водород (Hydrogen — от греч. hydro genes), которое можно истолковать как порождающий воду. Так, путем присоединения двух атомов водорода, и образуется выдающееся творение Создателя — молекула воды. Размеры молекулы воды в идеале должны вписываться в окружность радиусом 1,38 ангстрем. Но вот что странно: два атома водорода не нашли ничего лучшего, как расположиться с одной стороны атома кислорода. Тем самым они создали в этом районе молекулярного пространства избыток положительных зарядов, определяемых протонами — зарядами своих ядер. Для компенсации положительных зарядов кислороду пришлось сосредоточить с противоположной стороны своего атома четыре электрона, создав тем самым отрицательный заряд. Так молекула воды стала диполем, то есть молекулой с двумя разноименными полюсами. Дипольная структура молекулы воды во многом определяет необычные свойства жидкости. Для нас очень важно, как располагаются относительно друг друга ядра атомов водорода и кислорода. Если внимательно рассмотреть геометрические параметры молекулы воды, то в ней обнаруживается определенная гармония. Чтобы увидеть ее, достаточно построить равнобедренный треугольник Н-О-Н с протонами в основании и кислородом в вершине.

Длины сторон этого треугольника и валентный угол между двумя связями О-Н изменяются при изменении агрегатного состояния воды. Экспериментальное определение параметров одиночной молекулы воды в жидкой фазе до сих пор встречает непреодолимые трудности, поскольку жидкая вода — это смесь структурных элементов, кластеров, находящихся в динамическом равновесии между собой. Полной ясности в отношении их взаимодействий до сих пор нет, а разделить такую смесь на отдельные компоненты невозможно: простая жидкость Н2О не торопится раскрывать свои внутренние секреты.

В структуре молекулы пи-воды есть симметрия, которая играет основную роль наделяющая эту молекулу связью с золотой пропорцией. Поэтому кратко напомним о том, что в математике называют золотой пропорцией.

Золотое сечение (золотая пропорция, деление в крайнем и среднем отношении, гармоническое деление) — деление величины на части в таком отношении, при котором меньшая часть так относится к большей, как большая ко всей величине.

Эту пропорцию принято обозначать греческой буквой пи. Она равна: 1,61803…

Время показало, что золотая пропорция воплощает совершенные и гармоничные отношения двух величин. В геометрической интерпретации она приводит к соразмерному и привлекательному соотношению между двумя неравными отрезками.

Исследователи золотой пропорции с античных времен до наших дней всегда восхищались и продолжают восхищаться ее свойствами, которые проявляются в строении различных элементов физического и биологического мира. Золотая пропорция обнаруживается везде, где соблюдены принципы гармонии.

Выдержка из книги Дэн Брауна «Код да Винчи»:

«…И далее Лэнгдон объясняет, что, несмотря на почти мистическое происхождение, число PHI сыграло по-своему уникальную роль. Роль кирпичика в фундаменте построения всего живого на земле. Все растения, животные и даже человеческие существа наделены физическими пропорциями, приблизительно равными корню от соотношения числа PHI к 1.

— Эта вездесущность PHI в природе, — продолжает Лэнгдон и выключает свет в аудитории, — указывает на связь всех живых существ. Раньше считали, что число PHI было предопределено Творцом вселенной. Ученые древности называли одну целую шестьсот восемнадцать тысячных «божественной пропорцией».

— Подождите, — говорит молодая девушка, сидящая в первом ряду, — я учусь на последнем курсе биологического факультета. И лично мне никогда не доводилось наблюдать «божественной пропорции» в живой природе.

— Нет? — усмехнулся Лэнгдон. — Даже при изучении взаимоотношений мужских и женских особей в пчелином рое?

— Само собой. Ведь там женские особи численно всегда намного превосходят мужские.

— Правильно. А известно ли вам, что если в любом на свете улье разделить число женских особей на число мужских, то вы всегда получите одно и то же число?

— Разве?

— Да, представьте. Число PHI. Девушка раскрывает рот:

— БЫТЬ ТОГО НЕ МОЖЕТ!

— Очень даже может! — парирует Лэнгдон. Улыбается и вставляет в аппарат слайд с изображением спиралеобразной морской раковины. — Узнаете?

— Это наутилус, — отвечает студентка. — Головоногий моллюск, известен тем, что закачивает газ в раковину для достижения плавучести.

Лэнгдон кивает:

— Правильно. А теперь попробуйте догадаться, каково соотношение диаметра каждого витка спирали к следующему?

Девушка неуверенно разглядывает изображение спиралеобразной раковины моллюска. Лэнгдон кивает:

— Да, да. Именно. PHI. Божественная пропорция. Одна целая шестьсот восемнадцать тысячных к одному.

Девушка изумленно округляет глаза.

Лэнгдон переходит к следующему слайду, крупному плану цветка подсолнечника со зрелыми семенами.

— Семена подсолнечника располагаются по спиралям, против часовой стрелки. Догадайтесь, каково соотношение диаметра каждой из спиралей к диаметру следующей?

— PHI? — хором спрашивают студенты.

— Точно! — И Лэнгдон начинает демонстрировать один слайд за другим — спиралеобразно закрученные листья початка кукурузы, расположение листьев на стеблях растений, сегментационные части тел насекомых. И все они в строении своем послушно следуют закону «божественной пропорции».

…………………………..

— Именно. PHI, — кивает Лэнгдон. — Одна целая и шестьсот восемнадцать тысячных. Хотите еще пример? Измерьте расстояние от плеча до кончиков пальцев, затем разделите его на расстояние от локтя до тех же кончиков пальцев. Снова получите то же число. Еще пример? Расстояние от верхней части бедра, поделенное на расстояние от колена до пола, и снова PHI. Фаланги пальцев рук. Фаланги пальцев ног. И снова PHI, PHI. Итак, друзья мои, каждый из вас есть живой пример «божественной пропорции….» 

Что объединяет золотую пропорцию с молекулой пи-воды?

Для обычной воды валентный угол составляет среднее значение между 109,5 и 104,5. Но у пи-воды валентный угол скорее всего, около 108,0. Пи-вода значительно более структурирована, чем обычная вода, ее молекула имеет структуру, максимально приближенную к гармоничному треугольнику золотой пропорции с валентным углом, близким к 1080, и с отношением длин связей примерно 0,618 и 0,3819, что и дает значение пи — 1,618.  

Физические и химические свойства пи-воды

Пи-вода обладает более мелкой кластерной структурой.

Расчет молекулярной динамики подтверждает, что пи-вода состоит из 5-6 молекул воды с размерами кластера от 6 до 8 ангстрем в длину и от 0,8 до 1,9 ангстрем в ширину.

Кластерная структура пи-воды очень похожа на структуру воды, которая полностью заполняет клетки здоровых младенцев.

В клетках взрослых людей также наблюдается такая вода, но концентрация кластеров тем ниже, чем больше возраст человека. Американские ученые доказали, что любая здоровая клетка содержит в внутри себя определенный объем структурированной воды. Когда подобная клетка попадает в воду, содержащую какие—либо вредные химические вещества, она немедленно окружает себя защитной оболочкой из кластеров воды, производя этот процесс самостоятельно за счет внутренних резервов.

Что же касается больных, частично поврежденных клеток, то они содержат внутри себя достаточно высокий процент не структурированной воды и неспособны создать защитную оболочку, в результате чего, попадая в неблагоприятные условия, погибают гораздо быстрее. Целебное действие структурированной пи-воды заключается в замене клеточной воды с частично разрушенной структурой на структурированную кластерную воду, что позволяет увеличить время жизни и эффективность работы абсолютно всех клеток человека. Также эффект пи-воды проявляется в благотворном комплексном информационном воздействии на весь организм в целом, что позволяет организму самостоятельно гасить внутренние очаги патологий.  

Низкое поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение — это степень сцепления молекул воды друг с другом. Единицей измерения является дин/см2. В обычной воде поверхностное натяжение составляет 72 дин/см2. Пи-вода характеризуется более низким поверхностным натяжением в пределах 40-50 дин/см2. Внеклеточная жидкости организма человека, так же имеет низкое поверхностное натяжение — 43 дин/см2. Чем меньше поверхностное натяжение воды, тем лучше она усваивается. Поэтому пи-вода является биологически доступной, «жидкой», легкоусвояемой. Это свойство позволяет клеткам организма без дополнительных затрат усваивать воду для пополнения внеклеточного и внутриклеточного резерва. Исследования показывают, что увеличение затрат организма на усвоение питательных веществ и воды приводит к преждевременному старению и износу организма.  

Окислительно-восстановительный потенциал пи-воды (ОВП)

Окислительно-восстанавливающий потенциал воды (ОВП) – это способность воды вступать в биохимические реакции. Она определяется наличием свободных электронов. Величина Окислительно-восстановительного потенциала выражается в милливольтах (мВ). Это очень важный показатель для организма человека. Значение окислительно-восстановительного потенциала для каждой окислительно-восстановительной реакции может иметь как положительное, так и отрицательное значение. ОВП внутренней среды организма человека, измеренный на платиновом электроде относительно хлор серебряного электрода сравнения, в норме всегда меньше нуля, т.е. имеет отрицательные значения, которые обычно находятся в пределах -100 мВ. ОВП питьевой воды, измеренный таким же способом практически всегда больше нуля и обычно находится в пределах от +400 до +600 мВ. Это справедливо практически для всех типов питьевой воды, — той которая течет из водопроводных кранов, которая продается в стеклянных и пластиковых бутылках, которая получается после очистки в установках обратного осмоса и большинства разнообразных больших и малых водоочистительных систем. Когда обычная питьевая вода проникает в ткани человеческого организма, она отнимает электроны от клеток и тканей, которые состоят из воды на 80 — 90%. В результате этого биологические структуры организма (клеточные мембраны, органоиды клеток, нуклеиновые кислоты и другие) подвергаются окислительному разрушению. Так организм изнашивается, стареет, жизненно-важные органы теряют свою функцию. Но эти негативные процессы могут быть замедлены, если в организм с питьем и пищей поступает пи-вода, обладающая свойствами внутренней среды организма. Это подтверждается многочисленными исследованиями в специализированных научных центрах. Поступающая в организм пи-вода имеет ОВП от 50 до 100 мВ, в результате энергия клеточных мембран — жизненная энергия организма (отсюда и название водоочистителя Неос Энергия Жизни — Neos Vital Energy) не расходуется на коррекцию активности электронов воды. Вода тотчас же усваивается, поскольку обладает лучшей биологической совместимостью по этому параметру.

Значение ОВП воды из разных источников:

• Пи-вода: 50-100 мВ
• Бутилированная минеральная вода: 160-220 мВ
• Вода полученная после многоступенчатого проточного водоочистителя: 180-220 мВ
• Вода полученная после обратно осмотического фильтра: 220-240 мВ
• Обычная водопроводная вода: 420-560 мВ

 

Значение кислотно-щелочного равновесия (рН) пи-воды

Распад молекул различных веществ в растворах называется электролитической диссоциацией. Часть молекул воды под влиянием слабого электричества также распадается на ионы, которые обозначаются Н+ (свободные водородные ионы) и ОН- (гидроксильная группа). Когда содержание тех и других равно, говорят , что вода имеет нейтральную реакцию. В такой воде диссоциирует одна молекула на каждые 10 млн. Или иначе одна на 107. Степень и берется за показатель кислотно-щелочного равновесия, обозначается рН (англ. power Hidrogen — сила водорода) и вычисляется как логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком. Шкала показателей рН представляет собой прямую линию от 0 до 14, где рН нейтральной воды находится посредине. Влево от него идут кислые воды, вправо — щелочные. Если уровень pH находится в пределах от 1,0до 6,9, то среда называется кислой, 7,0 — нейтральная среда, а при уровне pH от 7,1 до 14,0 среда является щелочной. рН воды — один из важнейших показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины рН может изменяться скорость протекания химических реакций, степень агрессивности воды и т.д.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на органолептические и потребительские качества воды. Так, в речных водах рН обычно находится в пределах 6,5 — 8,5, в атмосферных осадках — 4,6 — 6,1, в болотах — 5,5 — 6,0, в морских водах — 7,9 — 8,3. Однако уровень pH оказывает сильное влияние на химические процессы происходящие в организме, а соответственно и на здоровье человека. Несбалансированный pH-фактор — это уровень pH, при котором среда организма становится слишком кислой или слишком щелочной на длительный промежуток времени. Увеличение дисбаланса pH-фактора плохо сказывается на организме человека в целом. Действительно, управление уровнем pH настолько важно, что организм человека сам развил функции контроля кислотно-щелочного-баланса в каждой клетке. Все регулирующие механизмы организма(включая дыхание, обмен веществ, производство гармонов) направлены на уравновешивания уровня pH путем удаления едких кислотных остатков из тканей организма,не повреждая живые клетки. Если уровень pH становится слишком низким (кислым) или слишком высоким (щелочным), то клетки организма отравляют сами себя своими токсичными выбросами и погибают.

Природная вода всегда имеет кислую реакцию (рН меньше 7) из-за того, что в ней растворен углекислый газ. У плазмы крови, величина рН составляет 7,35-7,4. Возникает вопрос — если оптимальная величина рН для существования клеточных систем в организме человека составляет 7,4, то как избежать постоянной нагрузки клеточной системы? Ответ очень прост — использовать пи-воду, которая является умеренно щелочной, значение рН которой лежит в пределах 7,6-8,4.  

Характеристики пи-воды

 

Функции пи-воды

 

Экспериментальное подтверждение

Выжившая золотая рыбка

Контейнер заполняется 3 литрами воды. Затем в контейнер помещается золотая рыбка, контейнер запечатывается. Как долго золотая рыбка может прожить без пищи или воздуха? Количество кислорода в воде при 15 оС составляет 200 см3. Количество кислорода, необходимое золотой рыбке в час, составляет 5,8 см3.

200 см3/5,8 см3= 34,48. Золотая рыбка умрет через полтора дня. Однако в пи-воде золотая рыбка проживет от 5 до 7 месяцев.

Морская рыба и пресноводная рыба помещаются в один и тот же контейнер

Если морскую рыбу поместить в пресную воду, а пресноводную рыбу поместить в морскую воду, рыба умрет в течение одного часа. Но при помещении в высокоэнергичную пи-воду и морская, и пресноводная рыба выживают и сосуществуют.

Далее читайте статью «Водоочиститель Неос Энергия жизни (Неос ВЕ) — идеальный источник пи-воды».

Такая непростая

Жидкость без вкуса, цвета и запаха. Но так ли все просто, и не настало ли время опровергнуть эту известную, зазубренную еще в школе истину? Сегодня мистические свойства воды подтверждены научными исследованиями. И очевидно, что «живая вода» — не только метафора.

И в ступе ее толкли, и на вкус пробовали

Человек издревле приписывал воде магические свойства. Ритуальные омовения
проводились еще во времена первобытных племен. Культ воды существует до сих пор у всех народов и религий мира. Вера в ее могучую силу порождала обычаи и обряды. Без воды немыслимо и само Крещение. Верующие, при троекратном погружении тела , в воду, возрождает от Духа Святого в жизнь духовную, сачтую. Так происходит не только физическое по и нравственнее очищение. Вода смывает все нечистоты, снимает с нас все чужое, темное и негативное.

Идея Божественного начала воды отражается и в древнегреческих философских представлениях — она соотносится с идеей истины, справедливости, мудрости, дарования предвидения будущего, благополучия, защиты, помощи. Вода – не просто один из первоэлементов, а исходное состояние всего сущего, поэтому и связывается с первородным Хаосом, положившим начало любой жизни. Древнегреческий философ и мудрец Фалес считал воду первоматерией Вселенной: «Великое множество вещей возникает из воды и возвращается в воду. И с этим не поспоришь. В славянских и древнерусских верованих, наряду с воздухом, землей и огнем, вода также считалась основой мироздания.

Академику Вернадскому очень понравилось определение жизни «как одушевлённой воды», данное французким зоологом XIX века Дюбуа, и он неоднократно приводил его в своих трудах. Поэтические строки о воде принадлежат и Антуану де Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тобой наслаждаются не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни ты сама жизнь»…

Образ воды многозначен. Она может быть кристально-чистой и «черной»».
Самое древнее и естественное лекарство, опять-таки, — вода. О ее целительных свойствах сказано немало. У многих народов мира есть легенды, сказки, предания о «живой» и «мертвой» воде. С их помощью людей воскрешали или убивали. В русских сказках и былинах даже изрубленный человек становился здоровым и невредимым, если его обливали «живой» водой. Не случайно на Руси состояние здоровья человека связывали с качеством воды. И распространенным приветствием в старину являлось выражение: «Будь здоров, как вода!»
В Древней Индии вода считалась эликсиром жизни. Авиценна же утверждал: старость — всегда сухость. Все, что высыхает, становится старым. А молодость, наоборот, — это избыток воды в клетках. И всякий недостаток влажности, перегрев, чересчур горячие ванны, сухие ветра, сол­нечные лучи приводят к потере воды. Для омоложения внутренних, органов и тканей надобно как можно чаще купаться в реке, море, ванне, бассейне. «Холодная вода излечивает во всякое время и всякие болезни», — заключил Викентий Присниц, силезский крестьянин, целитель-самоучка XVII века, открывший миру глаза на эффективность водных процедур. Тут, замечу, никаких чудес: чем вода холоднее, тем эффективнее она действует на посы­лаемый сигнал от рецепторов, значит, и больше выделяется тепла. Вот и вся премудрость.
Как только ни изучали воду. «Ее толкли в ступе», пробовали «на вкус», расщепляли все­возможными химическими реактивами. И нашими предками было усвоено главное: именно вода составляет основу нашего тела. Внутри нас текут реки и ручейки. Мы, люди, — система сообщающихся сосудов, а по ним, в том или ином порядке, «куролесят» потоки разнообразных жидкостей, взаимодействующих между собой. И везде — свои закономерности.
Уже в наши времена последовали научные дополнения, уточнения и новые открытия. «Поумнев», узнали: организм взрослого человека приблизительно на 70 % состоит из воды, ребенок — еще более «мокрый». Шестинедельный человеческий эмбрион состоит из воды на 97,8 процента, а «постаревший» на несколько месяцев новорожденный — уже значительно меньше, не более 83. В момент зачатия в яйцеклетке доля воды составляет 95 процентов!
У молекулы Н2O — два атома водорода и один — кислорода. Но эти атомы сочетаются в каждой молекуле по-разному. И таких сочетаний насчитывается 42! Вода — вещь непростая, и вовсе не однородная, как полагали до сих пор.
Более того, научно доказано, вода является информационной средой, то есть обладает памятью. Современная наука подтверждает то, о чем интуитивно догадывались наши предки. А они не сомневались: вода связана с человеческими эмоциями, чувствами, переживаниями. Она воспринимает, сохраняет и передает информацию — даже такую тонкую, как человеческая мысль.

Как в воду глядели

Ученые выяснили: наша речь влияет и на святая святых — ДНК, хранилище наследственной информации. От слов, так или иначе, изме­няется генетическая программа организма — он получает несокрушимое здоровье, ему не страшна даже радиация, а продолжительность жизни увеличивается многократно. Но не это больше всего удивило ученых из отдела теоре­тических проблем Российской академии наук. Они неожиданно поняли, что, в принципе, ни­чего нового не открыли. Гораздо раньше и луч­ше их подобные чудеса творил Тот, о Котором в Библии сказано: «В начале было Слово»…
Доктор биологических наук, академик Рос­сийской академии медико-технических наук Петр Гаряев еще в начале 1990 годов экспериментальным способом доказал: заложенной в хромосомах информации явно не хватает для нормального развития эмбриона. Иными словами она, только технологически указывает, как строить те или иные белки, тот или иной орган.
Главная же информация, несущая в себе «идеологию строительства» нового организма (каким он должен быть), приходит извне в виде излучений, волновых командных сигналов, названных Гаряевым волновыми генами. Именно они воздействуют на ДНК и организуют ее работу. Эти волны могут быть не только электромагнитными, но и акустическими. А эмоции — волновые гены, кардинально изменяющие структуру воды, Наша же плоть состоит из нее более чем на 80%. Под действием слов, сказанных на высоком эмоциональном уровне, молекулы воды могут выстраиваться в сложные конгломераты, меняющие ее свойства. А если наслать на воду целенаправленное проклятие, как это умеют делать колдуны и маги, то ее молекулы складываются в структуры, по форме и свойствам аналогичные сильным ядам. Выпив такую воду, можно заболеть, а то и вовсе отправиться к праотцам.
И совсем недавно в России (а именно в Институте медико-биологических проблем РАН) защищена первая докторская диссертация, посвященная проблемам изучения памяти воды. Ее автор — руководитель Проблемной лаборатории научного обоснования традиционных методов диагностики и лечения Федерального научного клинико-экспериментального центра Минздрава РФ Станислав Зенин.

Теперь установлено; состояние воды меняется не только под влиянием полей, но и… человеческого мышления. Проведено более 500 опытов с разными людьми, и в зависимости от их внутренних установок вода изменяла свои свойства в ту или иную сторону. При этом менялась и электропроводность воды, менялась настолько, что простейшие организмы, помещенные в нее, либо погибали, либо, наоборот, становились активней.
Дальнейшая расшифровка структуры во­ды показала: «память» ее — долговременная. Каждое следующее воздействие не «стира­ет» прежнюю информацию, но привносит что-то новое. То есть вода представляет собой некий биокомпьютер с запоминающим устройством и передатчиком. Правда, тут есть одно «но». Вода нейтральна к качеству информации; запоминает и «дурную», и «хорошую».
Состояние воды практически становится основой жизни. В ее матрице уже заложено все то, что должно быть в живой клетке. И Зенин уточняет: «Изначальная информация возрождается в каждой точке водной среды». Не исключено, что это обстоятельство с водой поможет выяснить путь превращения неживой материи в живую; ведь жизнь должна иметь информационную программу, благодаря которой она и появилась.

Адольф Гитлер — не мать Тереза

 

Результаты экспериментов японского ученого Емото Масару потрясают. Из них следует: на молекулярную структуру воды воздействуют не только музыка, не только слово, но и мысли! Масару удалось даже сфотографировать эмоциональность воды. Вот его некоторые пояснения: «Я всегда спрашивал себя. существуют ли методы, способные выразить различное качество воды? Мне стало вдруг ясно, что кристаллы ее и есть та самая отправная точка, которая поможет мне определять качество воды. Если я заморожу воду и затем буду фотографировать формирующиеся кристаллы, то я бы мог получить информацию о воде. В этом и заключалась вся идея моего эксперимента, с которого я начинал. Я сделал слайды со снимков и принес их на мои выступления. С тех пор у меня всегда просили разрешения сделать копии этих снимков, настолько они были утонченно красивы. Очаровательность одних, так же, как и безобразность других, завораживают и восхищают людей. Благодаря этим снимкам я смог
многому научиться, и с тех пор вода для меня стала иметь лицо».
Емото Масару брал пробы воды из самых разных мест, замораживал опытные образцы, а потом рассматривал под микроскопом оче­редные кристаллы Н20. Он сравнил во­ду из чистого родника и городских водоемов. Кристаллы роднико­вой воды отличались редкой красотой и гармонией, а вот их городским собратьям повезло ‘ меньше: у них была разруше­на кристаллическая форма, и картина оказалась безобраз­ной, дисгармоничной. Ученый взял на пробу воду из озера Фудживара. После чего священник местного храма целый час молился на берегу этого озера. За­тем ученый снова исследовал воду из того же места. Изменения оказались поразительны­ми: первая проба дала уродливые грязные кляксы, а вторая — чистые ярко-белые шес­тигранники.
Неугомонный Масару придумывал все но­вые и новые эксперименты. Обычную воду он «заставлял» по несколько часов слушать раз­личную музыку. А затем замораживал и вновь фотографировал … И вот что выяснилось: пос­ле «прослушивания» Моцарта, Шуберта, Бет­ховена каждый раз получались красивые и ве­личественные кристаллы. А после тяжелого рока структура воды нарушалась, принимала отвратительный вид. Стало быть. Н20 понима­ет сообщаемую ей информацию. И реагирует должным образом.
Пораженный результатами, японец решил пойти еще дальше. Он наклеил на емкости с дистиллированной водой этикетки с надпися­ми «Мать Тереза», «Гитлер», «Я тебя убью» и оставил их на ночь. Это, может быть, похоже на мистику, но, когда на следующий день вода из каждой емкости была заморожена и сфото­графирована, оказалось, что она отреагирова­ла так, как могла бы отреагировать какая-то мыслящая живая субстанция: в каждой емко­сти произошли свои структурные изменения.
Слова с негативным значением разрушают структуру кристалла и формируют уродливые варианты. Напротив, слова эмоционально по­ложительно «эаряженые» — «добрый», «спа­сибо», «люблю» — приводят к появлению кра­сивых и гармоничных кристаллов.
Японец провел много экспериментов, что­бы найти слово, которое лучше всего очищает воду. В результате оказа­лось, что это — «любовь и благо­дарность».
Кстати, обнаружилось, что одно и то же слово на разных языках образует разные кри­сталлы. Например, «спасибо» на японском и «спасибо» на английском привели к появле­нию двух различных вариантов. Но в обоих случаях они выглядели привлекательно. Уже экспериментально доказано — наследственная информация ДНК человека обладает той же памятью, что и молекула воды.
Эксперименты Емото Масару свидетельствуют, что на молекулярную структуру воды способны воздействовать и менять ее — и музыка, и слово, и даже мысли. Это дает возможность подобраться и к разгадке феномена «святой воды». Действительно, почему бы воде не менять свои свойства под воздействием молитвы? Особенно, если это энергетически сильно заряженная молитва, произнесенная (вслух или про себя) искренне верующим человеком?

Молитесь на здоровье!

В Алтайском политехническом институте, в лаборатории профессора Павла Госькова, проводились физические и биологические анализы «святой воды». После чего она добавлялась в водопроводную в очень слабом процентном соотношении — 10 миллилитров «святой» на 60 литров той, что из-под крана. Через какое-то время обычная вода по своей структуре и биологическим свойствам превращалась в «святую». Приобретала новые биологически активные и антимикробные свойства, аналогичные воздействию ионов серебра,
В одном из интервью доктор биологических наук Петр Гаряев заметил: «Под действием слов в молекулах воды образуются волновые матрицы, которые может усваивать организм. Если это — православные молитвы, то вода становится целебной. В ней возникают волновые подобия ДНК здорового человека: считывая эту информацию, организм больного восстанавливается.
Недаром святоотеческая литература полна историй об удивительных исцелениях и даже оживлении мертвых по молитвам святых и простых людей, которые просили у них помощи. И наука доказывает реальность таких чудес». Ученый утверждает, что слово может «стать плотью». Молекулы ДНК в клетке способны «обмени­ваться» информацией помощью энерговолн. А по своему строению человеческая речь и генетические структуры клеток очень похожи. Таким образом, подтверждаются тысячелетние наблюдения о том, что слова — вовсе не пустые звуки. Мысля и слова постоянно вторгаются в наш генетический аппарат, оказывая огромное влияние на наследственную программу жизни человека и его потомства, а также на программу его будущих воплощений.
Говоря об эпидемии грязной ругани, или, как ее называли наши предки, «злой лае матерной», приходится признать, что если не­давно эта самая «лая» была характерна только — для малообразованных слоев общества, нынче можно услышать, как те же слова произносятся даже со сцены театра, телеэкрана.
Не стоит разбрасываться словами. Мат в нашем организме вызывает эффект чудовищной силы. Искажаются и рвутся хромосомы, меняются местами гены. В результате этого хаоса ДНК начинают вырабатывать противоестественные программы, которые отзываются в человеке и его потомстве программой самоликвидации. Отсюда — болезни, безумства, жизненные неудачи, неурядицы… Стало быть — побольше положительных эмоций, не стоит завидовать, будем вежливы и внимательны. Все то, что от нас идет, к нам и возвращается. И никакие фильтры, насосы, промывки, очистки тут не помогут.
«Мы пришли к выводу, — подытожил Петр Гаряев, — что слова могут быть губительными и спасительными. Проклятия повреждают тело и душу, молитвы и благословения исцеляют их. Причем слова действуют не только на того, о ком идет речь, но и на всех кто их слышит. Недаром бытует пословица: с кем поведешься, от то го и наберешься. А наберешься либо здоровья, либо болезней. Да и сам будешь здоров ровно настолько, насколько добро преобладает над злом в твоих мыслях, словах и делах, ведь все они неразрывно связаны друге другом».
Интересные результаты получила группа Гаряева при изучении освященной воды. Оказывается, молекула воды после коллективного освящения способна образовывать генетические структуры. Сама по себе! Из этих кирпичиков — молекул воды, соединенных определенным образом, можно построить ДНК, вирусы и даже полную водную копию человека). Иначе говоря, вода может передавать структуру молекул, распространять информацию. А раз так, то человеческие мысли, желания и речь могут отпечатываться на структуре жидкого кристалла воды.

Жидкая руда

Если бы удалось получить идеально чистую воду — такую, в которой полностью отсутствовали бы механические примеси и растворенные газы, то она, по крайней мере, в 100 раз превосходила бы прочностью лучшие сорта стали.
Получить идеально чистую воду пока еще никому не удавалось. Но если сама возможность доказана теорией, то вряд ли кто-нибудь станет отрицать ее практическое воплощение хотя бы в далеком (а может и не очень) будущем. Придет время, когда сверхпрочную воду смогут получать сначала в лабораториях, а затем и на промышленных предприятиях.
Со временем вода станет отличным машиностроительным материалом. Изготовленные из нее детали будут выгодно отличаться от стальных не только сверхпрочностью, но и сверхлегкостью. Да и технология их изготовления достигнет предельной простоты: налил в форму, нажал кнопку очищающего устройства и… готово.
Главное же — водяное сырье избавит человечество от трудоемкой добычи металлических руд, которые, к тому же, нуждаются в обогащении, очистке, транспортировке, многократной переплавке. Исчезнут домны-гиганты, дымные металлургические комбинаты, громоздкие прокатные станы, исполины прессы. «Жидкая руда» будет всегда под рукой: бери из любой реки. Мало — в твоем распоряжении Мировой океан. Возможность обращать воду в металлически твердое состояние позволит наводить мосты не только через реки, но и через моря. Разумеется, это пока — из области фантастики. Как и полимерная гипотеза Б. В. Деряхина. Самая обыкновенная вода может стать чудом. А мыслится так. Не замерзающая, закипающая при температуре красного каления стали, поливода найдет самое широкое применение в технике. Овладение процессом полимеризации воды позволит создать совершенно новую отрасль большой химии — комбинаты по производству волокна из водяных полимерных нитей. Получится удивительнейшая ткань. Сверхпрочная и более тонкая, чем современные капроновые или нейлоновые нити.
В недалеком будущем человечество наденет одежду бесконечно тонкую, бесконечно прочную, защищающую от любой жары и от любого холода. В такой одежде люди смогут расхаживать под палящими лучами солнца Сахары, а легкий костюм из водяной ткани освободит космонавта от тяжелого и громоздкого скафандра, позволит ему находиться в открытом космосе без всякой дополнительной защиты.
Некоторые высказанные догадки, пред­положения, гипотезы выглядят фантастическими. Но это — сегодня. А завтра? Не окажутся ли они уже завтра лишь бледной тенью реальности?

Физическая химия: захват одной молекулы воды

Одиночная молекула воды была впервые выделена путем заключения ее в фуллереновую клетку.

Молекулы воды никогда не встречаются в одиночку — они всегда связаны водородными связями с другими молекулами воды или полярными соединениями. Именно характер этой всепроникающей водородной связи отвечает за известные объемные свойства воды, такие как ее высокая температура кипения и способность течь.Чтобы более подробно изучить роль этих водородных связей, исследователи безуспешно пытались выделить воду в виде единой молекулы. Кей Куротоби и Ясудзиро Мурата из Киотского университета в Японии ¹ впервые достигли этого, заключив молекулу воды в гидрофобную фуллереновую клетку.

Рис. 1: Иллюстрация, показывающая захват одной молекулы воды в фуллереновой клетке

Куротоби и Мурата провели серию органических реакций, чтобы «проткнуть» «дырку» шириной в 16 атомов углерода в подобную футбольному мячу C ₆₀ клетки фуллерена — отверстие, достаточно большое для одной молекулы воды (см. Изображение).В результате реакции атомы кислорода также размещались вокруг отверстия клетки, чтобы молекула воды могла легче проскользнуть в клетку. Затем исследователи нагревали модифицированный фуллерен с обратным холодильником в водном растворителе и подтвердили с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса, что они захватили молекулы воды, как и ожидалось. Другая серия химических превращений была проведена, чтобы закрыть отверстие, оставив одну молекулу воды в ловушке внутри каждой неповрежденной фуллереновой клетки. «Мы полностью изолировали одну молекулу H ₂ O без каких-либо водородных связей в ограниченном субнанометровом пространстве внутри фуллерена C ₆₀ », — говорит Мурата.

Известны и другие методы инкапсуляции атомов и ионов внутри фуллеренов, но ни один из них не подходит для таких молекул, как вода, из-за сложности закрытия относительно большого отверстия, необходимого для захвата более крупных соединений. Решение этого вопроса было самой умной частью работы Куротоби и Мураты. Отверстие в фуллерене расширяется только с 13 атомов в ширину до требуемых 16 атомов в мгновение ока во время процесса рефлюкса, когда вода входит в клетку. Затем он быстро сжимается до 13 атомов.Мурата поясняет, что восстановление маленького отверстия с помощью органического синтеза легче, чем большого.

«Теперь я планирую изучить внутренние свойства одной молекулы воды», — говорит Мурата, добавляя, что эту технику также можно легко адаптировать для инкапсуляции других молекул с потенциальным применением в солнечных элементах и ​​медицинских продуктах.

Дополнительная информация

Это исследование было одобрено автором оригинальной статьи, и все эмпирические данные, содержащиеся в нем, были предоставлены им.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Физическая химия: захват одной молекулы воды. NPG Asia Mater (2011 г.). https://doi.org/10.1038/asiamat.2011.173

Ссылка для скачивания

Биологические роли воды: Почему вода необходима для жизни?

от Молли Сарджен
фигурки Дэниела Аттера

Вода составляет 60-75% массы тела человека. Потеря всего 4% воды в организме приводит к обезвоживанию, а потеря 15% может быть фатальной.Точно так же человек может прожить месяц без еды, но не проживет 3 дня без воды. Эта критическая зависимость от воды широко распространена среди всех форм жизни. Ясно, что вода жизненно важна для выживания, но почему она так необходима?

Молекулярный состав воды

Многие роли воды в поддержании жизни обусловлены ее молекулярной структурой и некоторыми особыми свойствами. Вода — это простая молекула, состоящая из двух небольших положительно заряженных атомов водорода и одного большого отрицательно заряженного атома кислорода.Когда водород связывается с кислородом, он создает асимметричную молекулу с положительным зарядом с одной стороны и отрицательным с другой (рис. 1). Этот дифференциал заряда называется полярностью и определяет, как вода взаимодействует с другими молекулами.

Рисунок 1: Химия воды. Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного кислорода. Эти атомы имеют разные размеры и заряды, что создает асимметрию в молекулярной структуре и приводит к прочным связям между водой и другими полярными молекулами, включая саму воду.

Вода — «универсальный растворитель»

Как полярная молекула, вода лучше всего взаимодействует с другими полярными молекулами, такими как она сама. Это происходит из-за явления, когда противоположные заряды притягиваются друг к другу: поскольку каждая отдельная молекула воды имеет как отрицательную, так и положительную части, каждая сторона притягивается к молекулам с противоположным зарядом. Это притяжение позволяет воде образовывать относительно прочные связи, называемые связями, с другими полярными молекулами вокруг нее, включая другие молекулы воды.В этом случае положительный водород одной молекулы воды будет связываться с отрицательным кислородом соседней молекулы, чьи собственные водороды притягиваются к следующему кислороду, и так далее (рис. 1). Важно отметить, что это связывание заставляет молекулы воды слипаться, создавая свойство, называемое когезией. Сплоченность молекул воды помогает растениям впитывать воду своими корнями. Сплоченность также способствует высокой температуре кипения воды, что помогает животным регулировать температуру тела.

Кроме того, поскольку большинство биологических молекул имеют некоторую электрическую асимметрию, они тоже полярны, и молекулы воды могут образовывать связи и окружать свои положительные и отрицательные области.Окружая полярные молекулы другого вещества, вода извивается во все укромные уголки и щели между молекулами, эффективно разрушая и растворяя. Вот что происходит, когда вы помещаете кристаллы сахара в воду: и вода, и сахар полярны, позволяя отдельным молекулам воды окружать отдельные молекулы сахара, разрушая сахар и растворяя его. Подобно полярности, некоторые молекулы состоят из ионов или противоположно заряженных частиц. Вода также расщепляет эти ионные молекулы, взаимодействуя как с положительно, так и с отрицательно заряженными частицами.Вот что происходит, когда вы добавляете соль в воду, потому что соль состоит из ионов натрия и хлорида.

Обширная способность воды растворять различные молекулы принесла ей название «универсальный растворитель», и именно эта способность делает воду такой неоценимой силой поддержания жизни. На биологическом уровне вода как растворитель помогает клеткам переносить и использовать такие вещества, как кислород или питательные вещества. Растворы на водной основе, такие как кровь, помогают переносить молекулы в нужные места.Таким образом, роль воды как растворителя облегчает транспортировку молекул, таких как кислород, для дыхания, и оказывает большое влияние на способность лекарств достигать своих целей в организме.

Вода поддерживает ячеистую структуру

Вода также играет важную структурную роль в биологии. Визуально вода заполняет клетки, помогая сохранять форму и структуру (рис. 2). Вода внутри многих клеток (в том числе тех, которые составляют человеческое тело) создает давление, которое противостоит внешним силам, подобно тому, как воздух попадает в воздушный шар.Однако даже некоторым растениям, которые могут сохранять свою клеточную структуру без воды, по-прежнему требуется вода для выживания. Вода позволяет всему внутри клеток принимать правильную форму на молекулярном уровне. Поскольку форма имеет решающее значение для биохимических процессов, это также одна из самых важных ролей воды.

Рисунок 2: Вода влияет на форму ячейки. Вода создает давление внутри клетки, что помогает ей сохранять форму. В гидратированной ячейке (слева) вода выталкивается наружу, и ячейка сохраняет круглую форму.В обезвоженной клетке меньше воды выталкивается наружу, поэтому клетка становится морщинистой.

Вода также способствует образованию мембран, окружающих клетки. Каждая клетка на Земле окружена мембраной, большая часть которой образована двумя слоями молекул, называемых фосфолипидами (рис. 3). У фосфолипидов, как и у воды, есть два различных компонента: полярная «голова» и неполярный «хвост». Из-за этого полярные головы взаимодействуют с водой, в то время как неполярные хвосты стараются избегать воды и вместо этого взаимодействуют друг с другом.В поисках этих благоприятных взаимодействий фосфолипиды спонтанно образуют бислои с головками, обращенными наружу, к окружающей воде, и хвостами, обращенными внутрь, за исключением воды. Двухслойный слой окружает клетки и выборочно позволяет таким веществам, как соли и питательные вещества, входить и выходить из клетки. Взаимодействия, участвующие в формировании мембраны, достаточно сильны, поэтому мембраны образуются спонтанно, и их нелегко разрушить. Без воды клеточные мембраны не имели бы структуры, а без надлежащей структуры мембран клетки не смогли бы удерживать важные молекулы внутри клетки, а вредные молекулы — вне клетки.

Рисунок 3: бислоев фосфолипидов. Фосфолипиды образуют бислои, окруженные водой. Полярные головки обращены наружу для взаимодействия с водой, а гидрофобные хвосты обращены внутрь, чтобы избежать взаимодействия с водой.

Помимо влияния на общую форму клеток, вода также влияет на некоторые фундаментальные компоненты каждой клетки: ДНК и белки. Белки производятся в виде длинной цепочки строительных блоков, называемых аминокислотами, и для правильного функционирования им необходимо складываться в определенную форму.Вода управляет складыванием аминокислотных цепей, поскольку разные типы аминокислот ищут и избегают взаимодействия с водой. Белки обеспечивают структуру, принимают сигналы и катализируют химические реакции в клетке. Таким образом, белки являются рабочими лошадками клеток. В конечном итоге белки управляют сокращением мышц, общением, перевариванием питательных веществ и многими другими жизненно важными функциями. Без правильной формы белки не смогли бы выполнять эти функции, и клетка (не говоря уже о человеке) не смогла бы выжить.Точно так же ДНК должна иметь определенную форму для правильного декодирования ее инструкций. Белки, которые читают или копируют ДНК, могут связывать только ДНК определенной формы. Молекулы воды упорядоченно окружают ДНК, чтобы поддерживать ее характерную конформацию двойной спирали. Без этой формы клетки не смогли бы следовать точным инструкциям, кодируемым ДНК, или передавать инструкции будущим клеткам, что сделало бы невозможным человеческий рост, размножение и, в конечном итоге, выживание.

Химические реакции воды

Вода принимает непосредственное участие во многих химических реакциях построения и разрушения важных компонентов клетки.Фотосинтез, процесс, который происходит в растениях, который создает сахар для всех форм жизни, требует воды. Вода также участвует в создании более крупных молекул в клетках. Молекулы, такие как ДНК и белки, состоят из повторяющихся единиц более мелких молекул. Соединение этих маленьких молекул происходит в результате реакции, в результате которой образуется вода. И наоборот, вода необходима для обратной реакции, которая разрушает эти молекулы, позволяя клеткам получать питательные вещества или перенаправлять части больших молекул.

Кроме того, вода защищает клетки от опасного воздействия кислот и щелочей.Сильно кислые или щелочные вещества, такие как отбеливатель или соляная кислота, вызывают коррозию даже самых прочных материалов. Это связано с тем, что кислоты и основания выделяют избыток водорода или поглощают избыток водорода, соответственно, из окружающих материалов. Потеря или получение положительно заряженных атомов водорода нарушает структуру молекул. Как мы узнали, для правильного функционирования белкам требуется определенная структура, поэтому важно защищать их от кислот и щелочей. Вода делает это, действуя и как кислота, и как основание (рис. 4).Хотя химические связи внутри молекулы воды очень стабильны, молекула воды может отдать водород и стать ОН–, действуя таким образом как основание, или принять другой водород и стать h4O +, таким образом действуя как кислота. Эта адаптивность позволяет воде бороться с резкими изменениями pH из-за кислотных или основных веществ в организме в процессе, называемом буферизацией. В конечном итоге это защищает белки и другие молекулы в клетке.

Рисунок 4: Вода действует как буфер, высвобождая или принимая атомы водорода.

В заключение, вода жизненно необходима для всего живого. Его универсальность и адаптируемость помогают проводить важные химические реакции. Его простая молекулярная структура помогает поддерживать важные формы внутренних компонентов клетки и внешней мембраны. Никакая другая молекула не может сравниться с водой, когда речь идет об уникальных свойствах, поддерживающих жизнь. Интересно, что исследователи продолжают устанавливать новые свойства воды, такие как дополнительные эффекты ее асимметричной структуры. Ученым еще предстоит определить физиологическое влияние этих свойств.Удивительно, насколько простая молекула универсально важна для организмов с различными потребностями.

---

Молли Сарджен — студентка первого года обучения по программе биологических и биомедицинских наук Гарвардской медицинской школы.

Дэн Аттер — аспирант пятого курса по органической и эволюционной биологии Гарвардского университета.

Для получения дополнительной информации:

• Чтобы узнать больше о важности растворимости лекарств, прочтите эту статью.
• Прочтите эти статьи, чтобы узнать больше о белках и о том, как вода влияет на их складывание.
• Узнайте больше о фосфолипидах здесь.
• Узнайте больше о влиянии воды на структуру ДНК.
• Узнайте больше о кислотах и ​​щелочах здесь.
• Узнайте об уникальных свойствах воды на этой странице или недавно обнаруженных свойствах воды в этой статье.

Эта статья является частью нашего специального выпуска, посвященного воде. Чтобы узнать больше, посетите нашу домашнюю страницу специального выпуска!

Природа вблизи: молекулы воды

Автор видеооператора «Sunday Morning» Джуди Лемберг.

Недавняя зимняя сцена

«Воскресное утро» со снегом и бегущими ручьями, частично покрытыми льдом, снятая недалеко от Крэйли, штат Пенсильвания, заставила меня задуматься о воде.

Природа: леса Пенсильвании 02:04

Все мы знаем, что вода необходима для всех живых организмов, но это также действительно уникальная молекула, которую большинство из нас считает само собой разумеющейся.Мы знаем, что на нем плавают лодки и лилии; мы знаем, что он замерзает, когда становится достаточно холодно; обладает прекрасными охлаждающими способностями; и это хороший растворитель. Мы знаем, что это вещество, которое космические зонды ищут на других планетах в поисках инопланетной жизни, потому что до сих пор на Земле не было найдено ни одного организма, который мог бы существовать без жидкой воды. Это верно даже для антарктических ледников, поскольку глубокие ледяные керны показали, что вода и микробы существуют между ледяными кристаллами. На других планетах может быть жизнь, потому что вода была обнаружена во многих местах нашей солнечной системы, включая спутник Юпитера Европа, на котором воды может быть больше, чем на планете Земля.

С химической точки зрения вода имеет необычные свойства, благодаря которым она неразрывно связана с жизнью. Он состоит из атомов водорода и кислорода, связанных вместе химической формулой h3O. Менее широко известно, что существует связь между кислородом и каждым из двух атомов водорода, состоящая из общей пары электронов для каждой связи. Угол между связями составляет около 105 градусов, что важно, поскольку оно обеспечивает некоторые из удивительных свойств воды.

«Водородная связь» — это притяжение одной молекулы воды к другой за счет электрического заряда.Верн Лемберг)

Каждая молекула воды не является линейной, а изогнута на , потому что кислород имеет большую долю в этих электронах. Эта изогнутая молекула богаче электронной плотностью вокруг атома кислорода и беднее электронной плотностью вокруг атомов водорода, создавая молекулу, которая частично отрицательно заряжена вокруг кислородного конца и частично положительно заряжена вокруг атомов водорода — полярная молекула.

Кристаллы льда образуются, когда брызги водопада конденсируются на холодных камнях. Верн Лемберг

Многие свойства этой полярной молекулы обусловлены неравномерным зарядом. Положительный полюс (концы водорода) притягивает отрицательный полюс другой молекулы и так далее, и так далее, производя молекулы воды, которые связаны в пространстве за счет электростатического притяжения, известного как водородная связь. Это делает эту очень легкую молекулу жидкостью при температуре от 0 ° C до 100 ° C.Когда вода находится в жидком состоянии, молекулы воды всегда движутся; чем горячее вода, тем больше они двигаются. По мере охлаждения воды молекулы замедляются. По мере того как они замедляются, все больше и больше из них образуют водородные связи с другими молекулами воды. Поскольку каждая молекула воды имеет атомы водорода на расстоянии примерно 105 градусов друг от друга, и поскольку эти атомы водорода притягиваются к кислороду других молекул воды, начинает формироваться кристалл. Молекулы воды внутри кристалла притягиваются к другим молекулам воды, но только под очень точными углами.По сути, они держат друг друга на расстоянии вытянутой руки, поэтому в замороженной воде (льду) молекулы воды находятся дальше друг от друга. Поскольку молекулы воды более распространены, когда вода полностью заморожена, лед менее плотен, чем жидкость, и, следовательно, озера и пруды замерзают сверху вниз, а не снизу вверх (потому что менее плотный лед плавает на более плотной жидкой воде). Это может показаться неважным, если вы думаете о кубиках льда в стакане чая, но поскольку верхний лед изолирует воду внизу, организмы подо льдом могут выжить.(Для ловли рыбы это очень важно.)

Вода также является растворителем. Многие соединения, такие как соль (хлорид натрия), легко растворяются в нем, потому что частично отрицательный кислородный конец молекулы воды может притягивать положительный ион натрия, а частично положительный конец другой молекулы воды может притягивать отрицательный ион хлорида, разделяя — и таким образом растворяется — соль. По этой причине живые существа — от оленей до кленов — переносят водные растворы солей и питательных веществ внутри своего тела, доставляя необходимые материалы ко всем его клеткам.

Поверхностное натяжение означает, что стальная игла может плавать на поверхности пленки воды. Верн Лемберг

Одним из многих физических свойств воды, обусловленных водородными связями, является поверхностное натяжение. Визуализируйте молекулы воды в стакане с водой: молекулы под поверхностью полностью окружены и прикреплены к максимальному количеству молекул воды. Но молекулы на поверхности могут быть привлечены только молекулами воды рядом с ней и под ней.

Поскольку молекулы поверхностной воды притягиваются только примерно к половине молекул, как и молекулы, находящиеся глубже в воде, существует большее притяжение на молекулу, образуя более прочную связь. Представьте, что все поверхностные молекулы держатся друг за друга за руки, в результате чего возникает поверхностное натяжение. По этой пленке могут плавать насекомые, листья и даже стальная игла.

Поверхностное натяжение и связанное с этим капиллярное действие имеют важное значение для растений, которые вытягивают воду из земли и распространяют питательные вещества (даже в самые высокие части дерева).Подумайте о том, как вода «поднимается», когда бумажное полотенце касается пролитой воды, и вы уловите идею.

Поверхностное натяжение заставляет капли воды принимать сферическую форму в тумане или небольших каплях дождя, а также на поверхностях, где силы сцепления в молекулах воды намного больше, чем силы сцепления между поверхностью и водой.

Намибийский жук. Верн Лемберг

Роса образует сферические капли на пустынных жуках, в том числе на жуках рода Stenocara. У этих жуков образовалась поверхность, которая позволяет росе образовываться на их телах, когда они поднимают брюшко вверх, а затем капли воды стекают к их рту. Этот сбор росы необходим, потому что в пустыне Намибии, где они живут, количество осадков составляет не более нескольких миллиметров в год, если там вообще идут дожди.

Лед в виде снега имеет множество форм в зависимости от температуры, при которой он образуется. Он часто образует шестиконечные звезды — снежинки, которые могут иметь более 80 различных форм.Как бы то ни было, снег мягко падает и цепляется за хвойные деревья и голые ветки деревьев, создавая в лесах Пенсильвании сцену невероятной красоты. Он также является отличным изолятором, так как защищает животных в спячке и корни растений.

Верн Лемберг

Форма больших снежинок, падающих в руку ребенка, вызывает изумление, как это всегда было во всех культурах.Китайский иероглиф кандзи для обозначения снега — это «тип дождя, падающий из облака, которое можно держать в руке».

Джуди Лемберг — бывшая учительница биологии в колледже, сейчас снимает видео о природе.

Для получения дополнительной информации:

Чтобы посмотреть расширенные видеоролики о природе «Воскресное утро», нажмите здесь!

Свойства воды

Свойства воды

Свойства воды

Это вода — Дэвид Фостер Уоллес, 2005 г.

Вода — одно из наиболее распространенных веществ, с которыми мы взаимодействуем, поэтому мы склонны не думать о ней и о том, насколько она особенная.Вода — важная молекула с некоторыми необычными свойствами. Без жидкой воды не могло бы быть жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Жизнь на Земле возможна, потому что она существует в так называемой зоне Златовласки, где не слишком жарко и не слишком холодно, но как раз для существования жидкой воды. В нашей Солнечной системе единственные другие места, где жидкая вода может существовать в больших объемах, — это подо льдом спутников Юпитера и Сатурна, где гидротермальные источники могут позволить происходить хемосинтезу.

Планета Океан : Приблизительно 71% поверхности Земли покрыто водой, большая часть которой — океан (соленая вода).Взрослые люди тоже на 65% состоят из воды! Происхождение воды на Земле до конца не изучено, но большая часть воды, вероятно, поступила из внеземных источников. Ледяные шапки существуют на обоих полюсах, потому что они получают меньше солнечной радиации, чем экваториальные регионы, а ледяные шапки оказывают значительное влияние как на климат, так и на уровень моря. Появляется все больше свидетельств того, что ледяные шапки сокращаются в результате глобального изменения климата, вызванного деятельностью человека. Долгожданный Северо-Западный проход стал судоходным, по крайней мере, часть года, впервые в истории человечества.

Приливы : Гравитационное взаимодействие между водой Земли и Луной приводит к ежедневным приливам и отливам. Приливные экстремумы были намного больше в раннюю историю Земли, когда Луна была вдвое дальше от нынешней, и есть предположения, что приливы могли инициировать или, по крайней мере, ускорить эволюцию жизни на Земле.

Молекулы воды притягиваются друг к другу из-за полярности.

Полярность : Хотя чистый заряд молекулы воды равен нулю, вода полярна из-за своей формы.Водородные концы молекулы положительны, а кислородные — отрицательны. Это заставляет молекулы воды притягивать друг друга и другие полярные молекулы. Это притяжение между молекулами воды можно увидеть на гладкой поверхности, например на стекле, где вода поднимается вверх. Связь молекул воды друг с другом является важной частью процесса транспирации в тканях ксилемы сосудистых растений. Вода также имеет высокое поверхностное натяжение из-за этого сцепления, и это причина, по которой водомерки могут кататься по воде.

Растворитель : Воду иногда называют универсальным растворителем, поскольку она может растворять самые разные химические вещества. Кислотно-основной химический состав зависит от воды. Кристаллические соли диссоциируют в воде с образованием положительных и отрицательных ионов.

Метрическая температура : Поскольку вода так важна для жизни, метрическая шкала температуры была разработана с 0 градусов как точка замерзания воды и 100 градусов как точка кипения воды (на уровне моря).

Плотность : Необычной характеристикой воды является то, что, в отличие от большинства твердых тел, лед менее плотен, чем жидкая вода.По этой причине кубики льда плавают в стакане с водой, а не опускаются на дно. Когда температура падает, вода в озере и океане замерзает сверху вниз, а слой льда плавает сверху, изолируя воду под ним от дальнейшего охлаждения. Если бы лед был более плотным, чем жидкая вода, озера замерзали бы снизу вверх, что было бы гораздо менее благоприятно для живых существ. Соленая вода более плотная, чем пресная, поэтому, если ее не перемешивать, пресная вода может образовать линзу поверх соленой воды.Это обычное явление, когда реки впадают в океан или когда пресная вода просачивается из источников на дне океана. Эти различия в плотности заставляют свет рассеиваться под разными углами, уменьшая видимость.

Удельная теплоемкость : Вода обладает очень высокой теплоемкостью. Это означает, что он долго сохраняет тепло относительно воздуха. Одним из важных результатов этого является то, что большие водоемы имеют умеренную температуру. Прибрежные районы имеют менее экстремальные летние и зимние температуры, чем внутренние части основных массивов суши.Поскольку суша теряет тепло быстрее, чем вода, земля имеет тенденцию быть теплее днем ​​и прохладнее ночью, чем океан, в результате чего дует прибрежный бриз утром и морской бриз вечером. Нагревание и охлаждение воды также может формировать конвекционные течения в океанах.

Испарительное охлаждение : Когда вода испаряется с поверхности объекта, более быстро движущиеся молекулы с большей кинетической энергией улетучиваются в виде газа, в то время как молекулы с более низкой энергией и меньшей кинетической энергией остаются в жидком состоянии.Это снижает температуру на поверхности, с которой испаряется жидкость. Потоотделение — это форма испарительного охлаждения. Испарительное охлаждение лучше всего работает при низкой влажности, поэтому болотные охладители получают высокие оценки в Аризоне, но не во Флориде.

Отражающая способность : Снег отражает столько света, что длительное пребывание на нем может вызвать снежную слепоту и солнечный ожог. Снег имеет альбедо от 0,8 до 0,9. Поскольку большая часть света отражается от покрытой снегом поверхности, поглощается мало тепла и таяние замедляется.Этот процесс, который может продлить зимы и, возможно, даже способствовать ледниковому периоду, является противоположностью парникового эффекта и является причиной, по которой интерьер вашего автомобиля должен быть белым, если вы живете в Фениксе.

Эрозия : Лед занимает больше физического пространства, чем такое же количество жидкой воды. Вот почему, если вы наполните емкость водой до верха, а затем заморозите ее, емкость может лопнуть. Это свойство воды важно для процесса эрозии. Вода проникает в трещины в камнях, замерзает и расширяется.Трещины в породе расширяются, впуская больше воды во время следующей оттепели, и эрозия продолжается. Со временем горы могут исчезнуть из-за повторяющегося цикла замораживания-оттаивания.

Определение воды и примеры — Биологический онлайн-словарь

Вода
сущ., Множественное число: вода
[ˈwɔtəɹ]
Определение: молекула, состоящая из двух атомов водорода, связанных с центральным атомом кислорода ковалентной связью

Определение воды

( 1) ( биохимия ) Химическое вещество с химической формулой H ₂ O, которое представляет собой прозрачную жидкость без цвета, запаха и вкуса, которая также может присутствовать в различных формах, таких как газ (водяной пар) и твердое тело (лед )
(2) Водный раствор вещества, например, аммиачная вода , сточная вода
(3) Водоем, например моря, реки и озера, и природная вода, такая как минеральная вода
(4) Амниотическая жидкость, как в , вода беременной женщины разрывается

Вода (химическая формула: H ₂ O) относится к химическому веществу, состоящему из двух атомов водорода, связанных с центральным кислородом. ен атом через ковалентную связь.Эта конфигурация приводит к молекуле, которая является полярной . Поскольку молекула воды поляризована, электроположительный водород одной молекулы воды электростатически притягивается к электроотрицательному атому кислорода соседней молекулы воды. Электростатическое диполь-дипольное взаимодействие между молекулами воды называется водородной связью и .

Переходные водородные связи между молекулами воды образуют прозрачную, бесцветную жидкость без запаха и вкуса.Помимо жидкости, вода может также присутствовать в других формах, таких как газ (как водяной пар, ) и твердое тело (как лед). Водородные связи между молекулами воды ответственны за отличительные свойства воды, такие как высокая температура кипения (100 ° C), высокое поверхностное натяжение, удельная теплоемкость, и теплота испарения . ¹

Свойства воды

Вода считается универсальным растворителем в первую очередь из-за ее химических и физических свойств.Это одно из основных неорганических соединений, имеющих биологическое значение; остальные — это углекислый газ, кислород и минеральных веществ и солей . Некоторые из отличительных свойств воды перечислены ниже.

При стандартных условиях вода является жидкостью. Это жидкость без вкуса и почти без запаха при температуре и давлении окружающей среды. Он также прозрачен, что позволяет водным растениям жить, так как солнечный свет может проникать сквозь него. Вода, когда она твердая, называется льдом.Вода расширяется (а не сжимается) при температуре ниже 4 ° C. Таким образом, при замораживании он становится менее плотным. Это заставляет затвердевшую воду (лед) всплывать над поверхностью. Следовательно, организмы все еще могут жить под ледяной поверхностью океанов и морей. Вода имеет высокую теплоту испарения, и ее газообразное состояние называется водяным паром. Водяной пар на Земле переносится конвекцией в атмосферу. Это приводит к образованию облаков. Облака, в свою очередь, обеспечивают живые организмы дождевой водой.

Полярная молекула

Молекула воды состоит из одного расположенного в центре кислорода и двух связанных с ним атомов водорода сравнительно меньшего размера. Каждый из этих атомов водорода связан с кислородом ковалентной связью. Это приводит к частично положительному полюсу и частично отрицательному полюсу (таким образом, вода становится полярной молекулой). Помимо ковалентной связи, он образует временную водородную связь с ближайшей молекулой воды. Молекулы воды прилипают друг к другу водородной связью.

Вода является полярной молекулой из-за своего кислорода, который имеет небольшой отрицательный заряд , в то время как водород имеет небольшой положительный заряд .Его полярность делает его отличным растворителем для многих веществ. Слегка отрицательный кислород притягивает катионы, тогда как слегка положительный водород притягивает анионы. Таким образом, вода обладает способностью диссоциировать и ионизировать молекулы.

Высокое поверхностное натяжение

Вода имеет относительно высокое поверхностное натяжение . Это означает, что молекулы воды имеют большее притяжение друг к другу (из-за сцепления , ), чем с молекулами в воздухе (из-за сцепления , ).Вода имеет низкую вязкость, а это означает, что она имеет низкое сопротивление течению. Эти свойства необходимы растениям, поскольку они замедляют потерю воды из устьиц листьев. Насекомым, которые могут ходить по воде, помогает в этом высокое поверхностное натяжение воды.

Адгезионные свойства

Вода обладает высокими адгезионными свойствами. Из-за этого вода обладает способностью к капиллярному действию, тенденцией подниматься по узкой трубке против силы тяжести — свойству, на которое опираются сосудистые растения, такие как деревья.

Удельные теплоемкости

Вода имеет второе место по удельной теплоемкости (после аммиака). Удельная теплоемкость означает количество энергии (в калориях или джоулях), необходимое для повышения температуры одного грамма чистого вещества на 1 градус Цельсия. Высокая удельная теплоемкость воды помогает поддерживать температуру на Земле, пригодную для жизни. Например, океан поглощает большую часть солнечной радиации в течение дня, а затем рассеивает ее в атмосфере ночью.

Биологическое значение

Вода — одно из веществ, необходимых для жизни. Биомолекулы (например, ДНК, белки и полисахариды), газы, витамины и т. Д. Растворяются в воде. Вода может действовать как транспортная среда , чтобы транспортировать эти вещества к различным частям тела. Он также действует как важный реагент в определенных биохимических процессах.

У растений вода является важным условием фотосинтеза.Поскольку молекулы воды на полярны на , они могут образовывать временные водородные связи между собой и тем самым способствовать образованию биомолекулярных структур, таких как ДНК и белки. Также из-за полярности воды она может взаимодействовать с ионами и другими полярными молекулами.

Вода также играет важную роль в диссоциации соединений на ионы. Таким образом, он помогает регулировать уровень pH. Молекулы или вещества, которые легко растворимы в воде, обозначаются как гидрофильные . И наоборот, те, которые плохо растворяются в воде, описываются как гидрофобные .Говорят, что они являются неполярными , и вода их не растворяет. Взаимодействие воды с полярными и неполярными молекулами имеет решающее значение для функции и структуры двухслойной липидной плазматической мембраны. Молекула воды — самая распространенная молекула внутри клетки, составляющая около 70% или более от общей массы клетки. ² Клетка содержит воду (вместе с ионами, растворенными веществами и другими молекулами) в цитозоле.

Содержание воды в организме человека обозначается как воды в организме .Это происходит в тканях, таких как кости, мышцы, жировая ткань, кровь и практически везде. В среднем тело взрослого человека на 50-60% состоит из воды. Тело новорожденного младенца содержит более высокий процент воды (до 93% от веса тела). Вода в организме человека (и животных тоже) содержится в различных жидкостях организма, то есть внеклеточной жидкости и внутриклеточной жидкости.

Внеклеточная жидкость — это жидкость, которая содержится в областях тела за пределами клеток и составляет 1/3 воды в организме.Внутриклеточные жидкости находятся внутри клеток. Они составляют около 2/3 воды в организме.

Воды на Земле тоже много. Он существует в твердом, жидком или газообразном состоянии. Около 70% поверхности Земли — вода. Водоемы на Земле служат важными средами обитания водных организмов и источником воды для наземных живых существ. Три основных типа водных сред обитания — это морская вода, пресная и солоноватая вода.

Использование термина

Помимо определения как химического вещества с химической формулой H ₂ O, этот термин может также относиться к водоему, например, к морю, рекам и озерам, а также к естественным водоемам. вода как минеральная вода .Это также может относиться к водному раствору вещества, например, аммиачная вода , сточная вода . Это также разговорный термин для обозначения амниотической жидкости , что означает утечку жидкости до или в начале родов, до разрыва амниона.

Читать:

Ссылки:

1. Rae-Dupree, J. & DuPree, P. (2019, 1 января). 4 типа химических облигаций — манекены. Источник: //www.dummies.com/education/science/anatomy/4-types-of-chemical-bonds/ Ссылка
2. Cooper, G.М. (2000, 1 января). Молекулярный состав клеток. Получено с: //www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9879/ Ссылка

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется Biology Online Editors

Следующий

исследователей ORNL открыли новое состояние молекулы воды

ОАК-РИДЖ, Теннесси, 22 апреля 2016 г. — Рассеяние нейтронов и компьютерное моделирование выявили уникальное и неожиданное поведение молекул воды в экстремальных условиях, не имеющее себе равных ни в одном известном газе, жидкости или твердом теле. состояния.

В статье, опубликованной в журнале « Physical Review Letters », исследователи из Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики описывают новое состояние туннелирования молекул воды, заключенных в гексагональные сверхмалые каналы — 5 ангстрем в поперечнике — минерального берилла. Ангстрем составляет 1/10 миллиардной доли метра, а диаметр отдельных атомов обычно составляет около 1 ангстрем.

Открытие, ставшее возможным благодаря экспериментам в источнике нейтронов расщепления ORNL и в лаборатории Резерфорда Эпплтона в Соединенном Королевстве, демонстрирует особенности воды, находящейся в сверхограниченном состоянии в породах, почве и стенках клеток, которые, по прогнозам ученых, будут представлять интерес для многих дисциплин.

«При низких температурах эта туннельная вода демонстрирует квантовое движение через разделяющие потенциальные стенки, что запрещено в классическом мире», — сказал ведущий автор Александр Колесников из отдела химических и технических материалов ORNL. «Это означает, что атомы кислорода и водорода молекулы воды« делокализованы »и поэтому одновременно присутствуют во всех шести симметрично эквивалентных положениях в канале одновременно. Это одно из тех явлений, которые встречаются только в квантовой механике и не имеют аналогов в нашем повседневном опыте.”

Существование туннельного состояния воды, показанное в исследовании ORNL, должно помочь ученым лучше описать термодинамические свойства и поведение воды в сильно замкнутых средах, таких как диффузия и перенос воды в каналах клеточных мембран, в углеродных нанотрубках и по границам зерен и на границах раздела минералов во множестве геологических сред.

Соавтор

ORNL Лоуренс Ановиц отметил, что это открытие может вызвать дискуссии среди ученых-материаловедов, ученых-биологов, геологов и специалистов по вычислительным технологиям, поскольку они пытаются объяснить механизм, лежащий в основе этого явления, и понять, как это применимо к их материалам.

«Это открытие представляет собой новое фундаментальное понимание поведения воды и того, как вода использует энергию», — сказал Ановиц. «Также интересно думать, что молекулы воды в вашем аквамариновом или изумрудном кольце — синие и зеленые разновидности берилла — подвергаются тому же квантовому туннелированию, которое мы наблюдали в наших экспериментах».

В то время как предыдущие исследования наблюдали туннелирование атомарного водорода в других системах, открытие ORNL того, что вода проявляет такое туннельное поведение, беспрецедентно.Эксперименты по рассеянию нейтронов и вычислительной химии показали, что в туннельном состоянии молекулы воды делокализованы вокруг кольца, поэтому молекула воды принимает необычную форму двойной вершины.

«Средняя кинетическая энергия протонов воды, полученная непосредственно в нейтронном эксперименте, является мерой их движения при почти абсолютной нулевой температуре и примерно на 30 процентов меньше, чем в объемной жидкой или твердой воде», — сказал Колесников. «Это полностью противоречит общепринятым моделям, основанным на энергиях его колебательных мод.”

Первопринципное моделирование, проведенное Нараяни Чоудхури из Технологического института озера Вашингтон и Вашингтонского университета Ботелл, показало, что поведение туннеля связано с колебательной динамикой структуры берилла.

Соавторами статьи «Квантовое туннелирование воды в берилле: новое состояние молекулы воды» были Тимоти Приск, Евгений Мамонтов, Андрей Подлесняк, Джордж Элерс и Дэвид Весоловски из ORNL, Джордж Рейтер из Университета Хьюстон и Эндрю Сил из лаборатории Резерфорда Эпплтона.Финансирование этого исследования было предоставлено Управлением фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики США. SNS — это пользовательский объект Управления науки Министерства энергетики США. Документ доступен по адресу http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.167802

.

UT-Battelle управляет ORNL для Управления науки Министерства энергетики США. Управление науки является крупнейшим спонсором фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите http: // energy.правительство / наука /.

Новое состояние воды: найдена странная 6-сторонняя молекула

Странное новое поведение молекул воды было обнаружено внутри кристаллов берилла, типа изумруда, вызванное причудливыми квантово-механическими эффектами, которые позволяют молекулам воды одновременно смотреть в шесть разных направлений.

В нормальных условиях два атома водорода в каждой молекуле воды расположены вокруг атома кислорода в виде открытой буквы «V», иногда по сравнению с бумерангом или ушами Микки Мауса.

Но в новом эксперименте ученые обнаружили, что атомы водорода некоторых молекул воды, захваченных в кристаллической структуре минерала берилла, «размазываются» в шестигранное кольцо. [Удивительно странная физика воды]

Форма кольца вызвана «квантовым туннелированием» молекул, явлением, которое позволяет субатомным частицам проходить или «туннелировать» через, казалось бы, невозможные физические барьеры.

В этом сценарии атомы молекулы воды «делокализованы» среди шести возможных направлений внутри естественных гексагональных пор или каналов, которые проходят через кристаллическую структуру берилла, поэтому он частично существует во всех шести положениях одновременно, сказали исследователи.

Внутри кристаллов

Ученые из Окриджской национальной лаборатории (ORNL) в Теннесси и лаборатории Резерфорда Эпплтона в Соединенном Королевстве наблюдали недавно обнаруженный эффект в синих кристаллах аквамарина, купленных на выставке драгоценных камней. Голубой аквамарин; зеленый и красный изумруд; розовый морганит; золотой гелиодор; и прозрачные драгоценные камни гошенита — все разновидности минерала берилла (бериллий-алюминиевый циклосиликат) со следами других химических веществ, которые придают кристаллам их характерные цвета.

«Мы выбрали берилл, потому что он имеет кристаллическую структуру, в которой есть каналы, около 5 ангстрем [5 десятимиллионных долей миллиметра] в поперечнике — немного больше, чем молекула воды — и из спектроскопических данных известно, что природные бериллы в них есть вода », — сказал Ларри Ановиц, геохимик из ORNL и один из авторов статьи о новом исследовании. «Из множества других исследований мы уже знаем, что по мере того, как вы помещаете воду в все меньшие и меньшие поры, она начинает влиять на свойства воды — температура замерзания падает, плотность меняется и тому подобное.Итак, мы хотели знать, если бы вы сделали эту пору настолько маленькой, что вы могли бы поместить в нее только одну молекулу воды, что бы это повлияло на свойства воды? »

То, что произошло дальше, было неожиданным, сказал Ановиц Live Science.

«Мы знали, что природный берилл будет иметь воду в каналах структуры, поэтому мы могли пойти и посмотреть на это и увидеть, каковы были свойства», — сказал он. «Но мы не знали, что свойства будут оказались такими странными, когда мы посмотрели. «[Галерея Sinister Sparkle: 13 таинственных и проклятых драгоценных камней]

Видение нового состояния

На объекте Spallation Neutron Source ORNL после охлаждения кристаллов берилла до очень низких температур , ученые измерили самые низкоэнергетические состояния атомов в захваченных молекулах воды с помощью экспериментов по рассеянию нейтронов, в которых используется пучок субатомных нейтронных частиц для построения диаграммы движения атомов и молекул.

«Когда мы начали изучать пики в спектре неупругих нейтронов для этого образца, мы увидели ряд пиков в спектре, которые вместо того, чтобы увеличиваться с температурой — что и должно было случиться — они становились меньше с температурой, «Сказал Ановиц.

«Это могло произойти двумя способами — либо посредством квантового туннелирования, либо с помощью магнитных переходов — и мы смогли доказать, что это на самом деле квантовое туннелирование молекул воды», — сказал он.

Взаимодействия между молекулами воды и стенками гексагональных каналов обычно заставляют воду попадать в центр канала, причем оба водородных «мышиных ушка» обращены к одной и той же из шести сторон.

В своих низкоэнергетических состояниях молекулы воды не имеют достаточно энергии, чтобы повернуться в одно из соседних положений.

Но в тех областях, где каналы сужаются так, что может поместиться только одна молекула воды, атомы в молекуле воды могут «туннелировать» через энергетический барьер, препятствующий вращению. По словам исследователей, новые эксперименты показывают, что молекулы формировали форму «двойной вершины», при этом протонное ядро ​​каждого атома водорода делокализовалось в шестигранное кольцо вокруг центрального атома кислорода.

Измерение молекул

Александр Колесников, физик из ORNL и ведущий автор новой статьи, сказал, что дополнительные исследования в лаборатории Резерфорда Эпплтона определили, что кинетическая энергия протонов водорода в шестигранных молекулах воды составляет примерно На 30 процентов ниже, чем в молекулах воды в нормальном состоянии или «объемной воды».

«Это прямое указание на то, что это квантовое свойство из-за туннелирования воды в этом берилловом канале», — сказал Колесников Live Science.«В классическом понимании кинетическая энергия должна быть чем-то сравнимой с любой другой объемной водой.

« Это не новая фаза воды [как лед или пар] — она ​​не полностью в газовой фазе, но близка к в газовую фазу, — добавил он. — Но при низких температурах из-за квантовой делокализации кинетическая энергия протонов значительно уменьшается, и они распространяются под этим [энергетическим] барьером. Итак, я бы сказал, что это своего рода новое состояние молекулы воды ».

Ановиц сказал, что квантовое туннелирование, как известно, происходит в других веществах, но эффект обычно ограничивался субатомными частицами, а не более крупными частицами, такими как молекулы воды.

Было также известно, что квантовое туннелирование происходит между атомами водорода в молекулах с метильными группами, которые расположены в форме треугольной пирамиды вокруг атома углерода, но молекулы выглядели такой же формы после туннельного перехода, сказал он.

«Что касается воды, когда она движется вокруг этой шестикратной оси в берилловом канале, она больше не выглядит так же, как и раньше, — сказал Ановиц.

Результаты были опубликованы 22 апреля в журнале Physical Review Letters .

Follow Live Science @livescience , Facebook & Google+ . Оригинальная статья о Live Science.

.