Как выглядят молекулы под микроскопом. Атомы и молекулы

Молекула воды Н2О состоит из одного атома кислорода, связанного ковалентной связью с двумя атомами водорода.

В молекуле воды главным действующим лицом является атом кислорода.

Поскольку атомы водорода друг от друга заметно отталкиваются, угол между химическими связями (линиями, соединяющими ядра атомов) водород — кислород не прямой (90°), а немного больше — 104,5°.

Химические связи в молекуле воды – полярные, так как кислород подтягивает к себе отрицательно заряженные электроны, а водород — положительно заряженные электроны. В результате вблизи атома кислорода скапливается избыточный отрицательный заряд, а у атомов водорода — положительный.

Поэтому вся молекула воды является диполем, то есть молекулой с двумя разноименными полюсами. Дипольная структура молекулы воды во многом определяет ее необычные свойства.

Молекула воды – это диамагнетик.

Если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов получится объемная геометрическая фигура — тетраэдр.

Таково строение самой молекулы воды.

При изменении состояния молекулы воды длина сторон и угол между ними изменяются в тетраэдре.

Например, если молекула воды находится в парообразном состоянии, то угол, образованный ее сторонами, равняется 104°27″. В водном состоянии угол составляет 105°03″. И в состоянии льда угол равен 109,5°.

Геометрия и размеры молекулы воды для различных состояний
а — для парообразного состояния
б — для низшего колебательного уровня
в — для уровня, близкого к образованию кристалла льда, когда геометрия молекулы воды соответствует геометрии двух египетских треугольников с соотношением сторон 3: 4: 5

г — для состояния льда.

Если разделить пополам эти углы, то получим углы:
104°27″: 2 = 52°13″,
105°03″: 2 = 52°31″,
106°16″: 2 = 53°08″,
109,5°: 2 = 54°32″.

Значит, среди геометрических рисунков молекулы воды и льда находится знаменитый египетский треугольник, в основу построения которого заложены соотношения золотой пропорции — длины сторон относятся как 3:4:5 с углом 53°08″.

Молекула воды приобретает строение золотой пропорции на пути, когда вода переходит в лед, и наоборот, когда лед тает. Очевидно, за это состояние и ценится талая вода, когда ее структура в построении имеет пропорции золотого сечения.

Теперь становится понятным, что знаменитый египетский треугольник с соотношением сторон 3:4:5 «взят» из одного из состояний молекулы воды. Сама же геометрия молекулы воды образована двумя египетскими прямоугольными треугольниками, имеющими общий катет равный 3.

Молекула воды, имеющая в основе соотношение золотой пропорции, является физическим проявлением Божественной Природы, которая участвует в создании жизнь. Именно поэтому в земной природе заложена та гармония, которая присуща всему космосу.

И поэтому древние египтяне обожествляли числа 3, 4, 5, а сам треугольник считали священным и старались заложить его свойства, его гармонию в любую конструкцию, дома, пирамиды и даже в разметку полей. Кстати, украинские хаты строились тоже с применением соотношения золотой пропорции.

В пространстве молекула воды занимает некоторый объем, и покрыта электронной оболочкой в виде вуали. Если представить вид гипотетической модели молекулы в плоскости, то она похожа на крылья бабочки, на Х-образную хромосому, в которой записана программа жизни живого существа. И это является показательным фактом того, что сама вода — это обязательный элемент всего живого.

Если представить вид гипотетической модели молекулы воды в объеме, то она передает форму треугольной пирамиды, у которой имеется 4 грани, а у каждой грани по 3 ребра. В геометрии треугольная пирамида называется тетраэдром. Такое строение свойственно кристаллам.

Таким образом, молекула воды образует прочную уголковую структуру, которую она сохраняет даже, когда находится в парообразном состоянии, на грани перехода в лед, и когда превращается в лед.

Если «скелет» молекулы воды так устойчив, то и его энергетическая «пирамида» — тетраэдр тоже стоит непоколебимо.

Такие структурные свойства молекулы воды в различных условиях объясняются прочными связями между двумя атомами водорода и одним атомом кислорода.

Эта связь примерно в 25 раз сильнее, чем связь между соседними молекулами воды. Поэтому легче отделить одну молекулу воды от другой, например, при нагревании, чем разрушить саму молекулу воды.

За счет ориентационных, индукционных, дисперсионных взаимодействий (сил Ван-дер-Ваальса) и водородных связей между атомами водорода и кислорода соседних молекул молекулы воды способны образовывать как случайные ассоциаты, т.е. не имеющие упорядоченной структуры, так и кластеры – ассоциаты, имеющие определенную структуру.

Согласно статистическим данным, в обычной воде находится случайных ассоциатов — 60% (деструктурированная вода) и кластеров — 40% (структурированная вода).

В результате исследований, проведенных российским ученым С. В. Зениным, были обнаружены стабильные долгоживущие кластеры воды.

Зенин установил, что молекулы воды первоначально образуют додекаэдр. Четыре додекаэдра соединяясь, образует основной структурный элемент воды — кластер, состоящий из 57 молекул воды.

В кластере додекаэдры имеют общие грани, а их центры образуют правильный тетраэдр. Это объёмное соединение молекул воды, в том числе гексамеров, которое имеет положительные и отрицательные полюса.

Водородные мостики позволяют молекулам воды объединяться самыми различными способами. Благодаря этому в воде наблюдается бесконечное разнообразие кластеров.

Кластеры могут взаимодействовать друг с другом за счет свободных водородных связей, что приводит к появлению структур второго порядка в виде шестигранников. Они состоят из 912 молекул воды, которые практически не способны к взаимодействию. Время существования такой структуры весьма велико.

Эту структуру, похожую на маленький острый кристаллик льда из 6 ромбических граней, С.В. Зенин назвал «основным структурным элементом воды”. Многочисленные эксперименты подтвердили; в воде — мириады таких кристалликов.

Эти кристаллики льда почти не взаимодействуют друг с другом, поэтому не образуют более сложных устойчивых конструкций и легко скользят гранями относительно друг друга, создавая текучесть.

В этом смысле вода напоминает переохлажденный раствор, который никак не может кристаллизоваться.

другие презентации о молекулярной физике

«Энергия связи ядра» — Максимальную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60. — Дефект массы. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро. Энергия связи нуклонов на поверхности меньше, чем у нуклонов внутри ядра. Uchim.net. Энергия связи атомных ядер. Удельная энергия связи. Уравнение Эйнштейна между массой и энергией:

«Строение атомного ядра» — Счетчик Гейгера Камера Вильсона. Радий (лучистый). Применение радиоактивного излучения. Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри. Беккерель Антуан Анри- 1897г. Термоядерный синтез – реакция слияние легких ядер. М -массовое число — масса ядра, число нуклонов, количество нейтронов М-Z. Полоний. Цепная ядерная реакция.

«Применение фотоэффекта» — Государственное образовательное учреждение НПО Профессиональный лицей №15. История открытия и исследования фотоэффекта. Выполнила: преподаватель физики Варламова Марина Викторовна. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта А. Эйнштейн. Наблюдение фотоэффекта. Столетов А.Г. Сила тока насыщения пропорциональна интенсивности падающего на катод излучения.

«Строение ядра атома» — A. 10 -12. Радиоактивное превращение атомных ядер. Следовательно, излучение состоит из потоков положительных частиц, отрицательных и нейтральных. 13 — 15. 1896 г. Анри Беккерель (франц.) открыл явление радиоактивности. Обозначается — , имеет массу? 1а.е.м. и заряд равный заряду электрона. 5. Атом нейтрален, т.к. заряд ядра равен общему заряду электронов.

«Состав атомного ядра» — Массовое число. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ – силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны в ядре. Ядерные силы. Общий вид обозначения ядра. Зарядовое число. Зарядовое число равно заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах. Зарядовое число равно порядковому номеру химического элемента. Во много раз больше кулоновских сил.

«Синтез плазмы» — Срок строительства 8-10 лет. Спасибо за внимание. Сооружение и инфраструктура ИТЭР. Создание ТОКАМАКА. Проектные параметры ИТЭР. Создание ИТЭР(ITER). 5. Примерная стоимость 5 млрд. евро. Термоядерное оружие. Вклад России в реактор ИТЭР. 2. Преимущество термоядерной энергетики. Требования к энергетике.

До сих пор ученые могли только предполагать наличие молекулярных структур. Сегодня же с помощью атомно-силовой микроскопии, отдельные атомные связи (каждая несколько десятков миллионных долей миллиметра длиной), соединяющие молекулу (26 атомов углерода и 14 атомов водорода), можно увидеть довольно четко.

Первоначально, команда хотела работать со структурами из графена, однослойного материала, в котором атомы углерода расположены в виде шестиугольников. Формируя соты углерода, атомы перестраиваются из линейной цепи в шестигранники; эта реакция может давать несколько различных молекул.

Феликс Фишер, химик Калифорнийского университет в Беркли, и его коллеги хотели визуализировать молекулы, чтобы убедиться, что все сделали правильно.

Кольчатая, углеродсодержащая молекула, показанная до и после реорганизации с двумя наиболее распространенными продуктами реакции, проходившей при температуре выше 90 градусов Цельсия. Размер: 3 ангстрема или трех-десяти миллиардная доля метра в поперечнике.

Чтобы задокументировать рецепт графена, Фишеру было необходимо мощное устройство обработки изображений, и он обратился к атомно-силовому микроскопу, который был у Майкла Кромми из лаборатории Калифорнийского университета.

Бесконтактная атомно-силовая микроскопия (NC-AFM) использует очень тонкий и чувствительный датчик, чтобы почувствовать электрическую силу, создаваемую молекулами. Кончик перемещается вблизи поверхности молекулы, испытывая отклонения разными зарядами, создавая образ того, как перемещаются атомы.

Одноатомный кончик бесконтактного атомно-силового микроскопа «прощупывает» поверхность с помощью острой иглы. Игла движется по поверхности исследуемого объекта подобно тому, как игла фонографа проходит по желобкам пластинки. Кроме атомов, возможно «прощупывать» и атомные связи

Так команде удалось не только визуализировать атомы углерода, но и связи между ними, созданные общими электронами. Они поместили кольчатые структуры углерода на серебренную пластину и нагрели ее, чтобы реорганизовать молекулу. Охлажденные продукты реакции, содержали три неожиданных продукта и только одну молекулу, ожидаемую учеными.

Атом водорода, запечатлев электронные облака. И хотя современные физики с помощью ускорителей могут определять даже форму протона, атом водорода, по-видимому, так и останется самым мелким объектом, изображение которого имеет смысл называть фотографией. «Лента.ру» представляет обзор современных методов фотографирования микромира.

Строго говоря, обычной фотографии в наши дни почти не осталось. Изображения, которые мы по привычке называем фотографиями и можем найти, к примеру, в любом фоторепортаже «Ленты.ру», вообще-то, являются компьютерными моделями. Светочувствительная матрица в специальном приборе (по традиции его продолжают называть «фотоаппаратом») определяет пространственное распределение интенсивности света в нескольких разных спектральных диапазонах, управляющая электроника сохраняет эти данные в цифровом виде, а потом другая электронная схема на основе этих данных отдает команду транзисторам в жидкокристаллическом дисплее. Пленка, бумага, специальные растворы для их обработки — все это стало экзотикой. А если мы вспомним буквальное значение слова, то фотография — это «светопись». Так что говорить о том, что ученым удалось сфотографировать атом, можно лишь с изрядной долей условности.

Больше половины всех астрономических снимков уже давно делают инфракрасные, ультрафиолетовые и рентгеновские телескопы. Электронные микроскопы облучают не светом, а пучком электронов, а атомно-силовые и вовсе сканируют рельеф образца иглой. Есть рентгеновские микроскопы и магнитно-резонансные томографы. Все эти приборы выдают нам точные изображения различных объектов, и несмотря на то что о «светописи» говорить здесь, разумеется, не приходится, мы все же позволим себе именовать такие изображения фотографиями.

Эксперименты физиков по определению формы протона или распределения кварков внутри частиц останутся за кадром; наш рассказ будет ограничен масштабами атомов.

Оптика не стареет

Как выяснилось во второй половине XX века, оптическим микроскопам еще есть куда развиваться. Решающим моментом в биологических и медицинских исследованиях стало появление флуоресцентных красителей и методов, позволяющих избирательно помечать определенные вещества. Это не было «всего лишь новой краской», это был настоящий переворот.

Вопреки расхожему заблуждению, флуоресценция — это вовсе не свечение в темноте (последнее называется люминесценцией). Это явление поглощения квантов определенной энергии (скажем, синего света) с последующим излучением других квантов меньшей энергии и, соответственно, иного света (при поглощении синего испускаться будут зеленые). Если поставить светофильтр, который пропускает только излучаемые красителем кванты и задерживает свет, вызывающий флуоресценцию, можно увидеть темный фон с яркими пятнами красителей, а красители, в свою очередь, могут расцвечивать образец чрезвычайно избирательно.

Например, можно покрасить цитоскелет нервной клетки красным, синапсы выделить зеленым, а ядро — голубым. Можно сделать флуоресцентную метку, которая позволит обнаружить белковые рецепторы на мембране или синтезируемые клеткой в определенных условиях молекулы. Метод иммуногистохимического окрашивания совершил революцию в биологической науке. А когда генные инженеры научились делать трансгенных животных с флуоресцентными белками, этот метод пережил второе рождение: реальностью стали, например, мыши с окрашенными в разные цвета нейронами.

Кроме того, инженеры придумали (и отработали на практике) метод так называемой конфокальной микроскопии. Суть его заключается в том, что микроскоп фокусируется на очень тонкий слой, а специальная диафрагма отсекает создаваемую объектами вне этого слоя засветку. Такой микроскоп может последовательно сканировать образец сверху вниз и получать стопку снимков, которая является готовой основой для трехмерной модели.

Использование лазеров и сложных оптических систем управления лучом позволило решить проблему выгорания красителей и высыхания нежных биологических образцов под ярким светом: луч лазера сканирует образец только тогда, когда это необходимо для съемки. А чтобы не тратить время и силы на осмотр большого препарата через окуляр с узким полем зрения, инженеры предложили автоматическую систему сканирования: на предметный столик современного микроскопа можно положить стекло с образцом, и прибор самостоятельно отснимет масштабную панораму всего образца. При этом в нужных местах он будет наводить на резкость, а затем склеит множество кадров воедино.

В некоторые микроскопы можно посадить живых мышей, крыс или хотя бы мелких беспозвоночных животных. Другие дают небольшое увеличение, зато совмещены с рентгеновским аппаратом. Многие для устранения помех от вибраций монтируются на специальных столах массой в несколько тонн внутри помещений с тщательно контролируемым микроклиматом. Стоимость подобных систем превышает стоимость иных электронных микроскопов, а конкурсы на самый красивый кадр давно стали традицией. Кроме того, продолжается и совершенствование оптики: от поиска лучших сортов стекла и подбора оптимальных комбинаций линз инженеры перешли к способам фокусировки света.

Мы специально перечислили ряд технических подробностей для того, чтобы показать: прогресс в области биологических исследований давно связан с прогрессом в других областях. Если бы не существовало компьютеров, способных автоматически сосчитать число окрашенных клеток на нескольких сотнях фотографий, толку от супермикроскопов было бы немного. А без флуоресцентных красителей все миллионы клеток были бы неотличимы друг от друга, так что проследить за формированием новых или гибелью старых было бы практически невозможно.

По сути, первый микроскоп представлял собой струбцину с закрепленной на ней сферической линзой. Аналогом такого микроскопа может быть простая игральная карта с проделанным в ней отверстием и каплей воды. По некоторым данным подобные устройства применяли золотодобытчики на Колыме уже в прошлом столетии.

За дифракционным пределом

У оптических микроскопов есть принципиальный недостаток. Дело в том, что по форме световых волн невозможно восстановить форму тех предметов, которые оказались намного меньше длины волны: с тем же успехом можно пытаться исследовать тонкую текстуру материала рукой в толстой перчатке для сварочных работ.

Ограничения, создаваемые дифракцией, отчасти удалось преодолеть, причем без нарушения законов физики. Поднырнуть под дифракционный барьер оптическим микроскопам помогают два обстоятельства: то, что при флуоресценции кванты излучаются отдельными молекулами красителя (которые могут довольно далеко отстоять друг от друга), и то, что за счет наложения световых волн можно получить яркое пятно с диаметром, меньшим, чем длина волны.

При наложении друг на друга световые волны способны взаимно друг друга погасить, поэтому параметры освещения образца так, чтобы в яркую область попадал по возможности меньший участок. В сочетании с математическими алгоритмами, которые позволяют, например, убрать двоение изображения, такое направленное освещение дает резкое повышение качества съемки. Становится возможным, к примеру, исследовать в оптический микроскоп внутриклеточные структуры и даже (комбинируя описанный метод с конфокальной микроскопией) получать их трехмерные изображения.

Электронный микроскоп до электронных приборов

Для того чтобы открыть атомы и молекулы, ученым не пришлось их рассматривать — молекулярная теория не нуждалась в том, чтобы видеть объект. А вот микробиология стала возможна только после изобретения микроскопа. Поэтому первое время микроскопы ассоциировались именно с медициной и биологией: физики и химики, изучавшие существенно меньшие объекты, обходились другими средствами. Когда же и им захотелось посмотреть на микромир, дифракционные ограничения стали серьезной проблемой, тем более что описанные выше методы флуоресцентной микроскопии были еще неизвестны. Да и толку от повышения разрешающей способности с 500 до 100 нанометров немного, если объект, который надо рассмотреть, еще меньше!

Зная о том, что электроны могут себя вести и как волна, и как частица, физики из Германии в 1926 году создали электронную линзу. Идея, лежащая в ее основе, была очень простой и понятной любому школьнику: раз электромагнитное поле отклоняет электроны, то с его помощью можно поменять форму пучка этих частиц, растащив их в разные стороны, или, напротив, уменьшить диаметр пучка. Спустя пять лет, в 1931 году Эрнст Руска и Макс Кнолл построили первый в мире электронный микроскоп. В приборе образец сначала просвечивался пучком электронов, а потом электронная линза расширяла прошедший насквозь пучок перед тем, как тот падал на специальный люминесцентный экран. Первый микроскоп давал увеличение всего в 400 раз, но замена света на электроны открыла дорогу к фотографированию с увеличением в сотни тысяч раз: конструкторам пришлось всего лишь преодолеть несколько препятствий технического характера.

Электронный микроскоп позволил рассмотреть устройство клеток в недосягаемом ранее качестве. Но по этому снимку нельзя понять возраст клеток и наличие в них тех или иных белков, а эта информация очень нужна ученым.

Сейчас электронные микроскопы позволяют фотографировать вирусы крупным планом. Существуют разные модификации приборов, позволяющие не только просвечивать тонкие срезы, но и рассматривать их в «отраженном свете» (в отраженных электронах, конечно). Мы не будем подробно рассказывать про все варианты микроскопов, но заметим, что недавно исследователи — они научились восстанавливать изображение по дифракционной картине.

Потрогать, а не рассмотреть

Еще одна революция произошла за счет дальнейшего отхода от принципа «осветить и посмотреть». Атомный силовой микроскоп, равно как и сканирующий туннельный микроскоп, уже ничем на поверхность образцов не светит. Вместо этого по поверхности перемещается особо тонкая игла, которая буквально подпрыгивает даже на неровностях размером с отдельный атом.

Не вдаваясь в детали всех подобных методов, заметим главное: иглу туннельного микроскопа можно не только перемещать вдоль поверхности, но и использовать для перестановки атомов с места на место. Именно таким образом ученые создают надписи, рисунки и даже мультфильмы, в которых нарисованный мальчик играет с атомом. Настоящим атомом ксенона, перетаскиваемым иглой сканирующего туннельного микроскопа.

Туннельным микроскоп называют потому, что он использует эффект протекающего через иглу туннельного тока: электроны проходят через зазор между иглой и поверхностью за счет предсказанного квантовой механикой туннельного эффекта. Для работы такого прибора нужен вакуум.

Намного менее требователен к окружающим условиям атомный силовой микроскоп (АСМ) — он может (с рядом ограничений) работать без откачки воздуха. В определенном смысле АСМ является нанотехнологичным наследником патефона. Игла, закрепленная на тонком и гибком кронштейне-кантилевере (cantilever и есть «кронштейн»), движется вдоль поверхности без подачи на нее напряжения и следует рельефу образца так же, как игла патефона следует вдоль бороздок грампластинки. Изгиб кантилевера заставляет отклоняться закрепленное на нем зеркало, зеркало отклоняет лазерный луч, и это позволяет очень точно определять форму исследуемого образца. Главное только иметь достаточно точную систему перемещения иглы, а также запас игл, которые должны быть идеально острыми. Радиус закругления у кончиков таких игл может не превышать одного нанометра.

АСМ позволяет видеть отдельные атомы и молекулы, однако, как и туннельный микроскоп, не позволяет заглянуть под поверхность образца. Иными словами, ученым приходится выбирать между возможностью видеть атомы и возможностью изучать весь объект целиком. Впрочем, и для оптических микроскопов внутренности изучаемых образцов не всегда доступны, ведь минералы или металлы обычно свет пропускают плохо. Кроме того, с фотографированием атомов все равно возникают сложности — эти объекты предстают простыми шариками, форма электронных облаков на таких снимках не видна.

Синхротронное излучение, возникающее при торможении разогнанных ускорителями заряженных частиц, позволяет изучать окаменевшие останки доисторических животных. Вращая образец под рентгеновскими лучами, мы можем получать трехмерные томограммы — именно так был найден, например, мозг внутри черепа рыб, вымерших 300 миллионов лет назад. Можно обойтись и без вращения, если регистрацию прошедшего излучения фиксацией рассеянных за счет дифракции рентгеновских лучей.

И это еще не все возможности, которые открывает рентгеновское излучение. При облучении им многие материалы флуоресцируют, причем по характеру флуоресценции можно определить химический состав вещества: таким способом ученые окраску древних артефактов, стертые в Средние века труды Архимеда или окраску перьев давно вымерших птиц.

Позируют атомы

На фоне всех тех возможностей, которые предоставляют рентгеновские или оптико-флуоресцентные методы, новый способ фотографирования отдельных атомов уже кажется не таким уж большим прорывом в науке. Суть метода, который позволил получить представленные на этой неделе изображения, такова: с ионизированных атомов срывают электроны и направляют их на специальный детектор. Каждый акт ионизации срывает электрон с определенного положения и дает одну точку на «фотографии». Накопив несколько тысяч таких точек, ученые сформировали картинку, отображающую наиболее вероятные места обнаружения электрона вокруг ядра атома, а это по определению и есть электронное облако.

В заключение скажем, что возможность видеть отдельные атомы с их электронными облаками — это скорее вишенка на торте современной микроскопии. Ученым было важно исследовать структуру материалов, изучать клетки и кристаллы, а обусловленное этим развитие технологий дало возможность дойти до атома водорода. Все, что меньше, — уже сфера интересов специалистов по физике элементарных частиц. А биологам, материаловедам и геологам еще есть куда совершенствовать микроскопы даже с довольно скромным на фоне атомов увеличением. Специалистам по нейрофизиологии, к примеру, давно хочется иметь прибор, способный видеть отдельные клетки внутри живого мозга, а создатели марсоходов продали бы душу за электронный микроскоп, который влезал бы на борт космического аппарата и мог бы работать на Марсе.

Предлагаем оценить снимки финалистов, претендующих на звание« Фотограф года» Королевского фотографического общества. Победителя объявят уже 7 октября, а выставка лучших работ пройдет с 7 октября по 5 января в Музее науки в Лондоне.

Редакция ПМ

«Структура мыльного пузыря», автор Ким Кокс

Мыльные пузыри оптимизируют пространство внутри себя и минимизируют площадь их поверхности для заданного объема воздуха. Это делает их полезным объектом исследования во многих областях, в частности, в области материаловедения. Стенки пузырьков как бы стекают под действием силы тяжести: они тонкие вверху и толстые внизу.

«Разметка на молекулах кислорода», Ясмин Кроуфорд

Снимок входит в последний крупный проект автора в рамках магистерской работе по фотографии в университете Фалмута, где основное внимание уделялось исследованию миалгического энцефаломиелита. Кроуфорд говорит, что создает образы, которые связывают нас с неоднозначным и неизвестным.

«Спокойствие вечности», автор Евгений Самученко

Снимок сделан в Гималаях на озере Госаикунда на высоте 4400 метров. Млечный Путь — это галактика, в которую входит и наша Солнечная система: смутная полоса света на ночном небе.

«Смущенный мучной жук», автор Дэвид Спирс

Этот маленький жук-вредитель заводится зерновых и мучных изделиях. Изображение было получено с помощью сканирующей электронной микрофотографии, а затем окрашено в Photoshop.

«Туманность «Северная Америка», Дэйв Уотсон

Туманность «Северная Америка» NGC7000 — это эмиссионная туманность в созвездии Лебедя. Форма туманности напоминает форму Северной Америки — можно увидеть даже Мексиканский залив.

«Жук-олень», автор Виктор Сикора

Фотограф использовал световую микроскопию с увеличением в пять раз.

«Телескоп Ловелла», автор Мардж Брэдшоу

«Я была очарована телескопом Ловелла в Джодрелл Бэнк с тех пор, как увидела ее на школьной экскурсии», — говорит Брэдшоу. Она хотела сделать несколько более детальных фотографий, чтобы показать его износ.

«Медузы вверх ногами», автор Мэри Энн Чилтон

Вместо того, чтобы плавать, этот вид проводит время, пульсируя в воде. Цвет медуз — результат поедания водорослей.

Самая удивительная жидкость в мире: 06 августа 2016, 08:22

06 августа 2016, 08:22

4

Мы соприкасаемся с ней каждый день. И даже не задумываемся, какой огромной силой она обладает и что она может привнести в нашу жизнь. Да, да, речь пойдет о ней самой — о воде.

Как утверждают многие ученые, вода представляет собой иерархически организованную среду, некий биокомпьютер с запоминающим и ретранслирующим устройствами. Фактически вода — это готовая живая клетка. При этом вода способна принять как положительную, так и отрицательную информацию, а значит — погубить и оживить, образно говоря. Обладая памятью, она может «понимать» человеческие эмоции и слова. 

Выяснилось, что и у младенцев, и у детенышей животных клетки содержат особым образом структурированную воду (с правильной структурой). Если рассмотреть ее под микроскопом при увеличении в 20 тысяч раз, можно увидеть структуру, напоминающую «снежинки». Эта вода получила название кластерной. Доказано, что она оказывает мощное оздоравливающее воздействие: выводит токсины из клеток и замедляет старение.

Вода способна оказывать воздействие и на энергетическом уровне. По словам алматинки Юлии Шерер, занимающейся изучением информационного поля Земли, реки, моря и океаны способны как отдавать человеку энергию, так и забирать. Но их добротой злоупотреблять нельзя. Энергия воды разрешает множество проблем и в воде может прийти озарение, ответ на какой-либо вопрос. «Человек состоит из жидкости на 80 процентов. Наша планета состоит почти из такого же процента воды. Получается только такое соотношение может балансировать жизнь на планете и жизнь самого человека. Другое соотношение губительно для всего живого вокруг. Давайте рассмотрим это соотношение с энергетического аспекта. Что в себе таят молекулы воды, какие функции в целом выполняют они кроме основных – утоления жажды и купания во время летнего зноя? Мы рассмотрим этот вопрос с необычной стороны, может быть это вас где- то и удивит, а где-то и расстроит…

Если рассматривать эту информацию через информационное поле Земли, то прослеживается, что биополе у молекулы воды всегда одинаково в любом виде — будь то капля дождя, капля нашего целебного озера Алаколь или Тихого океана или просто капля водопроводной воды, которой вы пользуетесь дома, в гостинице и т. д. Капля воды, взятая из любого источника,  всегда обладает очень мощным биополем. Поэтому, выпивая стакан воды, человек может восстановиться практически сразу. Так как функция восстановления и оживания за счет молекул воды заложена  информационно изначально Создателем. 

Информационное поле Земли пытается всячески научить человека любым методом защищаться и быть счастливым и именно вода этому очень способствует.  Молекулы воды способны принимать информацию, как положительную, так и отрицательную. С положительной водой очень радостно идти по жизни, а вот с отрицательной даже становится страшновато. 

Рассмотрим вначале чем же вода может навредить человеку для того, чтобы более четко почувствовать и понять, какую большую пользу она может принести. К примеру, известен случай, когда японцы за секретным столом разрабатывали смертоносное оружие. Перед ними стоял графин с водой.  Спустя некоторое время все отравились водой, выпитой из этого графина. Что же произошло? Попробуем разобраться.

Скептики, конечно в это вряд ли поверят, но их на нашей планете остается все меньше и меньше. Так вот., биополе на нашей планете имеют все живые и не живые предметы. По ауре любого предмета можно получить информацию о настоящем, прошлом и будущем. То есть по ауре дивана, который находится у вас дома, можно получить информацию о том, кто его изготовил, сколько было им лет и даже что они ели на обед. Не секрет, что биополе человека тоже является информационным и, просматривая его, можно запросто увидеть проблемы в вашем организме. А так как мы являемся производной частичкой Мирового океана, то с молекулой воды мы стоим на одной ступеньке. Мы являемся разумной молекулой жидкости, вода тоже является разумной жидкой  молекулой. А так как человек это создание  Высшего Творца, вода является тоже вспомогательным элементом, созданным  Творцом для помощи человеку в различных условиях его проживания. То есть молекулы человека и молекулы воды всегда между собой перекликаются и очень хорошо взаимодействуют. Но, к сожалению, люди со временем утратили возможность считывать, и получать для своего блага предупреждающую информацию от любого источника, включая воду. Только 40 процентов людей на нашей планете живут и чувствуют информационно те электромагнитно-информационные волны воды, которые  взаимодействуют с человеком. То есть вода способна вобрать в себя любые качества и нести заведомо от любого источника информацию.

То есть в случае с графином воды перед японцами — они выпили по глотку воды, уже отравленной ими же самими. Так как каждая молекула уже перетрансформировалась из положительной в отрицательную по силе электромагнитного и информационного биополя. Если после японского эксперимента рассмотреть ауру графина с водой, то можно обнаружить, что от положительного светлого с голубоватым оттенком биополя  не осталось и следа. Вода способна перенимать всю информацию словесную и даже мыслительную в свои молекулы. И таким образом  брать над человеком ВЕРХ. Вода не любит отрицательные электромагнитные молекулы человека. Поэтому очень большая смертность наблюдается в воде тех людей, которые злоупотребляют алкоголем. А если вам необходимо получить ту верную информацию, которая вам настолько необходима для принятия важного решения, чтобы жизненная траектория следовала по верному пути в вашей жизни, то нужно искупаться в речке, принять душ, как это делают мои пациенты. При этом подумать над вопросом именно в этих водных  условиях – это будет очень верным решением, так как  именно в этой среде  молекулы вашего организма способны от воды уловить правильную информацию. Ответы на вопросы приходят таким образом, что правильность их ощущается в самом сердце и четко понимаешь, что именно так, а никак иначе ты можешь поступить в определенной ситуации. Очень широко практикуется еще один метод: начитать на стакан воды любую молитву – православную или мусульманскую, а затем выпить ее. Молекулы воды заряжаются еще большей положительной энергией, а после соединения с молекулами  и клетками человека наступает процесс улучшения состояния человека, приход правильных мыслей, а также работа с сознанием, с его более высоким уровнем. Попробуйте это в своей жизни — не принимайте скоропалительных решений и действий  без применения дополнительного источника информации, без чего все живое на нашей планете не может существовать».

Источник: Юлия Шерер, plusoznanie.com

Структура воды, память воды

Структурированная вода — термин, чаще всего встречающийся в текстах по нетрадиционной медицине и эзотерике, используемый для обозначения некой «воды с изменённой относительно равновесия к окружающей среде структурой». Зачастую структурированная вода предлагается в качестве «сверхлекарства», способного якобы лечить заболевания, признаваемые неизлечимыми медициной.

Научно доказано лишь существование эффекта упорядочения молекул воды при адсорбции молекул воды на поверхностях, имеющих специфическое чередование положительно и отрицательно заряженных групп атомов, а также при растворении некоторых полимеров, в частности, белковых макромолекул, что используется для описания некоторых свойств клеточной жидкости. Такое упорядочение не является ни полным по всему объёму жидкости, ни стабильным во времени. Такая структура разрушается в течение непродолжительного времени самостоятельно вследствие теплового движения молекул воды и полностью разрушается при внесении возмущения в структурированную среду (например — при перемешивании). Полное упорядочение воды в стабильную структуру (возникновение дальнего порядка) происходит при её замерзании. Такая структура почти полностью разрушается при размораживании.

Также есть данные о том, что при оттаивании замёрзшей воды в жидкой фазе сохраняются небольшие группы молекул с «ближним порядком», напоминающим порядок молекул льда. Это подтверждается рентгеноструктурным анализом. Но при нагревании до 30 °C (например, если её выпить) вода становится полностью аморфной.

Память воды

С идеей структурированной воды тесно связано предположение о «памяти воды». Это базовая идея для теоретических основ гомеопатии, согласно которой вода якобы на молекулярном уровне обладает «памятью» о веществе, некогда в ней растворённом, и сохраняет свойства раствора первоначальной концентрации после того, как в нём не остаётся ни одной молекулы ингредиента. Результаты некоторых опытов якобы действительно указывали на такую возможность, однако повторно проводившиеся эксперименты не приносили подтверждений реальности феномена. Научное сообщество не принимает концепцию памяти воды. В частности, эксперименты, проведённые в ИТЭБ РАН, показали, что «вода не помнит о прошлом наличии в ней этих [ранее содержавшихся] веществ, также она не помнит и о прошлых внешних физических воздействиях на неё». Премия в один миллион долларов, объявленная за проверяемый опыт, демонстрирующий память воды, никем не получена.

Опыты Жака Бенвениста

Научные споры вокруг понятия «память воды» разразились в начале 80-х годов XX века после скандальной публикации в журнале Nature статьи известного французского иммунолога Жака Бенвениста (Jacques Benveniste: родился 12 марта 1935 года, умер 3 октября 2004 года), в то время возглавлявшего так называемый «200-й отдел» в парижском институте INSERM. Статье предшествовала многолетняя дискуссия между — с одной стороны, последователями и практиками гомеопатии, с другой — представителями академической науки. Гомеопаты утверждали, что вода сохраняет новоприобретённые свойства даже после того, как вещество или препарат разбавлены в ней до практически «нулевой» концентрации; другими словами — обладает своего рода «памятью». Оппоненты считали, что подобное утверждение нарушает все существующие научные представления о законах химии.

В 1983 году Жак Бенвенист, впоследствии ставший дважды лауреатом Шнобелевской премии, получил от гомеопата Бернара Протвина приглашение принять участие в изучении биохимических растворов малых концентраций. Бенвенист, знакомый с гомеопатическими теориями и относившийся к ним скептически, в свою очередь предложил группе коллег провести серию научных экспериментов по изучению воздействия на человеческий организм антител, последовательно сокращая их концентрацию в заданном объёме воды. Согласно всем известным законам химии, реакция организма на препарат должна была бы снижаться с уменьшением концентрации и по достижении последней нулевой отметки прекратиться вообще. Бенвенист и его команда, однако, зарегистрировали совершенно иную картину: по мере того, как концентрация антител в растворе падала, сила воздействия препарата то снижалась, то возрастала вновь, а главное, в конечном итоге не сошла к нулю, как ожидали исследователи.

Статью об исследовании учёный отослал для публикации в журнал Nature. Редакция журнала высказала опасение, что публикация этого материала даст гомеопатам-практикам возможность утверждать о научных доказательствах основ гомеопатии, даже если впоследствии утверждения автора будут опровергнуты. В пользу ошибочности исследования говорило также то, что оно требует слишком больших изменений в уже известных физических и химических законах.

Редактор журнала Nature Джон Мэддокс заметил: «Наш ум не столько закрыт, сколько не готов изменить представление о том, как устроена современная наука». Однако у редакции журнала не было причин отклонять статью, поскольку на то время в ней не было обнаружено методологических ошибок.

В конце концов был найден компромисс. Статью опубликовали в № 333 Nature. Ей предшествовала заметка Мэддокса, в которой тот предостерегал читателей от вынесения преждевременных суждений и приводил несколько примеров нарушения известных законов физики и химии, которые неизбежны, если утверждения Бенвениста верны. Мэддокс также предложил воспроизвести эксперимент под контролем группы, включавшей в себя самого Мэддокса, Джеймса Рэнди (основателя Фонда Джеймса Рэнди) и Уолтера Стюарта (физика и внештатного сотрудника Национального института здоровья США).

Группа приехала в лабораторию Бенвениста и повторила эксперимент. В первой серии опыты проводились в точности как было описано в статье Бенвениста. Полученные данные очень близко совпали с опубликованными в статье. Однако Мэддокс заметил, что в процессе исследования экспериментаторы были осведомлены, в каких колбах находится антиген, а в каких нет. Во второй серии опытов Мэддокс потребовал соблюсти условия «двойного слепого» метода исследования. В помещении велось видеонаблюдение, надписи на пробирках были зашифрованы. Хотя все (включая группу Мэддокса) были уверены, что результат повторится, эффект немедленно исчез.

Отчёт был опубликован в ближайшем выпуске Nature. В заключительной части говорилось: «Нет никаких оснований для предположения, что antiIgE в высоком разведении сохраняют свою биологическую активность. Гипотеза о том, что вода обладает памятью о прошлых растворах, является столь же ненужной, как и надуманной». Изначально Мэддокс предполагал, что кто-то в лаборатории подшутил над Бенвенистом, однако позже он заметил: «Мы уверены, что лаборатория способствовала и лелеяла заблуждения Бенвениста в интерпретации данных». Мэддокс также указал, что работу двух сотрудников учёного оплачивала гомеопатическая компания Boiron.

В том же номере журнала был опубликован ответ Бенвениста, в котором он упрекал группу Мэддокса в предвзятости. Он также указал, что гомеопатическая компания, оплачивавшая работу его сотрудников, оплатила также счёт за отель группы Мэддокса.

В ответ (в телепередаче «Quirks and Quarks») Мэддокс отверг обвинения и настаивал на том, что возможность использования результатов сообществом гомеопатов требовала немедленной перепроверки экспериментов. Провал в «двойном слепом» тестировании явно указывает влияние «эффекта экспериментатора» на первоначальный результат. Мэддокс также заметил, что вся процедура проверки была полностью согласована обеими сторонами. И лишь после неудачи Бенвениста начал это опровергать.

В 1997 году Бенвенист основал собственную компанию Digibio, в которой занялся ещё более экзотическими опытами (в частности, утверждал о возможности передачи биологической информации по телефону и даже через Интернет).

Подтверждения и опровержения

В числе тех, кто поддержал Бенвениста, был нобелевский лауреат 1973 года физик Брайан Джозефсон. В 1999 году журнал Time сообщил о том, что Бенвенист и Джозефсон, с одной стороны, и Американское физическое общество (APS), с другой, пришли к соглашению о проведении эксперимента вслепую в рамках Фонда Джеймса Рэнди (за доказательство существования эффекта «памяти воды» полагался 1 миллион долларов США). Однако, опыты проведены не были.

В 2000 году был проведён независимый тест на предмет возможности передачи свойств «структурированной» воды на расстоянии: его профинансировало американское Министерство обороны. Используя ту же аппаратуру, что и команда Бенвениста, группа американских учёных не смогла обнаружить ни малейших следов эффекта, описанного в оригинальном отчёте. Было замечено, что положительный эффект достигается, только если в эксперименте участвует хотя бы один человек из лаборатории Бенвениста. Французский учёный, признав существование такой закономерности, заявил, что вода реагирует лишь на присутствие «симпатизирующих» ей людей, что само по себе доказывает существование у неё «памяти».

В 2002 году международная группа учёных во главе с профессором Мадлен Эннис из Королевского университета в Белфасте заявила о том, что ей удалось доказать реальность эффекта, описанного Бенвенистом. Рэнди немедленно предложил тот же 1 миллион программе BBC Horizon, которая взялась провести наглядную демонстрацию эксперимента. Однако в ходе опытов, проведённых под наблюдением вице-президента Королевского общества профессора Джона Эндерби, заявления Эннис не подтвердились.

В журнале Focus (№ 168) в разделе «Тайны» была опубликована статья о гомеопатии. В ней, среди прочих, приводятся и такие мнения:

Совершенно ясно, что вода просто не может «хранить» в себе информацию. Это полностью противоречит всему, что мы знаем о жидкостной структурной динамике. Структура воды, между тем, меняется гораздо стремительнее, чем структуры других жидкостей. — Доктор Джаред Смит, Национальная лаборатория Беркли, Калифорния.Это примитивный и ложный аргумент. Тот факт, что водородные связи создаются и разрушаются почти мгновенно, не вызывает сомнений, но он вовсе не означает, что эти меняющиеся структуры не способны нести в себе информацию. Можно провести аналогию с народным танцем: каждый участник постоянно меняет партнёров, но рисунок танца остаётся неизменным. — Профессор Мартин Чаплин, Лондонский университет Саутбэнк.В 2002 году Луи Рей выполнил термолюминесцентный анализ растворов малых концентраций. Некоторые из таких растворов не содержали ни одной молекулы прежде растворённого в них вещества. Между тем, их термолюминесцентный «отпечаток» оставался таким же, каким бы он был, если бы вещество было по-прежнему растворено в воде.

Предположение о существовании «памяти воды» породило множество спекуляций. В 1999 году в Японии вышла книга Масару Эмото «Послания воды» («Messages from Water»), в которой утверждалось, что вода совершенно определённым образом меняет свою структуру под воздействием тех или иных человеческих эмоций. В качестве доказательств автор привёл фотографии кристалликов льда, которые выглядят «красиво» (если на воду заранее воздействовали положительными раздражителями — приятной музыкой, мыслями, эмоциями) или «уродливо» (если раздражитель был отрицательный). Масару организовал торговлю так называемой «структурированной водой». Доктор Дин Рэдин (Institite of Noetic Sciences, Калифорния) вызвался повторить опыты Эмото: он сфотографировал кристаллики льда (из воды, на которую до этого молились 2000 японцев), поместил их рядом с фотографиями обычных кристаллов и предложил независимому жюри из 100 человек вслепую оценить «эстетическое состояние» кристаллов. Выяснилось, что эстетическая оценка «освящённых» кристаллов намного выше, чем оценка кристаллов льда из обычной воды. Оба «исследователя» не приводят сведений о том, каким образом отбирались кристаллы воды для показа испытуемым.

Физика

В 1967 году советские ученые Н. Федякин и Б. Дерягин исследовали в лабораторных условиях ассоциированные формы воды, получая их в тонких кварцевых капиллярах. Эти данные впоследствии не нашли подтверждения в их же дальнейших экспериментах.

Теория кластерной структуры воды была опровергнута теоретически в начале 80-х годов применением теории перколяции и экспериментально, измерением времени жизни межмолекулярных водородных связей (порядка пикосекунд). Другие методы, однако, показывают возможность существования ближнего порядка — методом Рамановской спектроскопии Сейкали показывает возможные положения молекул воды в кластерах порядка 100 молекул. Другие авторы сообщают о кластерах размерами до 3 нм.

Химия

Наличие структуры у воды может влиять на скорость химических реакций. Многие химические реакции со льдом протекают медленнее, чем с жидкой водой, что обусловлено более низкой температурой льда в сравнении с жидкой водой. Аналогичные химические реакции с паром, соответственно, будут протекать быстрее, чем с жидкой водой. Влияние структур в жидкой воде крайне незначительно и при проведении экспериментов никогда не учитывается.

Медицина и биология

Современная медицина и биология не имеет научных доказательств утверждениям тех, кто приписывает структурированной воде поразительные целебные свойства. Тем не менее нобелевский лауреат вирусолог Люк Монтанье в интервью журналу Nature за декабрь 2010 года высказался в защиту Бенвениста как учёного, который «был отвергнут всеми, потому что смотрел далеко вперёд», но «думал в основном правильно».

Применение «памяти воды»

В настоящее время научных сведений об использовании «памяти воды» нет.

Ссылки на «память воды» в отношении применения водных растворов для лечения заболеваний на данный момент не имеют научных оснований.

(По материалам Wikipedia®)
 

Форма воды: Как выглядят молекулы воды

изображение: Сочетание методов анализа данных с моделированием молекулярной динамики может помочь нам понять структуру воды на поверхности материалов. посмотреть больше 

Кредит: Токийский университет науки

Понимание различных молекулярных взаимодействий и структур, возникающих между молекулами поверхностной воды, позволит ученым и инженерам разрабатывать все виды новых гидрофобных/гидрофильных материалов или улучшать существующие. Например, трение, вызванное водой на кораблях, можно уменьшить с помощью инженерии материалов, что приведет к повышению эффективности. Другие области применения включают, помимо прочего, медицинские имплантаты и противообледенительные поверхности для самолетов. Однако явления, происходящие в поверхностных водах, настолько сложны, что Токийский университет науки (Япония) учредил специальный исследовательский центр под названием «Наука и технология водного фронтира», в котором различные исследовательские группы решают эту проблему с разных сторон (теоретический анализ, экспериментальные исследования, разработка материалов и т. д.). Профессор Такахиро Ямамото возглавляет группу ученых в этом центре, и они пытаются разгадать эту загадку с помощью моделирования микроскопических структур, свойств и функций воды на поверхности материалов.

В частности, для этого исследования, которое было опубликовано в Японском журнале прикладной физики , исследователи из Токийского научного университета в сотрудничестве с исследователями из отдела научных решений Mizuho Information & Research Institute, Inc. взаимодействия между молекулами воды и графеном, материалом на основе углерода с нейтральным зарядом, который можно сделать атомарно плоским. «Поверхностная вода на углеродных наноматериалах, таких как графен, привлекла большое внимание, потому что свойства этих материалов делают их идеальными для изучения микроскопической структуры поверхностных вод», — объясняет профессор Ямамото. В предыдущих исследованиях уже указывалось, что молекулы воды на графене имеют тенденцию образовывать стабильные многоугольные (двумерные) формы как в поверхностной воде, так и в «свободной» воде (молекулы воды вдали от поверхности материала). Более того, было отмечено, что вероятность обнаружения этих структур в поверхностных водах резко отличалась от в свободной воде. Однако необходимо установить различия между поверхностной и свободной водой, и переход между ними трудно проанализировать с использованием обычных методов моделирования.

Принимая во внимание эту ситуацию, исследовательская группа решила объединить метод, взятый из науки о данных, называемый постоянной гомологией (PH), с моделированием молекулярной динамики. PH позволяет характеризовать структуры данных, в том числе содержащиеся в изображениях/графике, но его также можно использовать в материаловедении для поиска стабильных трехмерных структур между молекулами. «Наше исследование представляет собой первый случай использования PH для структурного анализа молекул воды», — отмечает профессор Ямамото. С помощью этой стратегии исследователи смогли лучше понять, что происходит с молекулами поверхностной воды, когда сверху добавляется больше слоев воды.

Когда один слой молекул воды укладывается поверх графена, молекулы воды выстраиваются так, что их атомы водорода образуют стабильные полигональные структуры с разным количеством сторон за счет водородных связей. Это «фиксирует» ориентацию и относительное положение этих молекул воды первого слоя, которые теперь формируют формы, параллельные слою графена. Если добавить второй слой молекул воды, молекулы из первого и второго слоев образуют трехмерные структуры, называемые тетраэдрами, которые напоминают пирамиду, но с треугольным основанием. Любопытно, что эти тетраэдры в основном направлены вниз (к графеновому слою), потому что такая ориентация «энергетически выгодна». Другими словами, порядок первого слоя передается второму, чтобы сформировать эти трехмерные структуры с постоянной ориентацией. Однако по мере добавления третьего и более слоев образующиеся тетраэдры не обязательно указывают вниз, а вместо этого, кажется, могут указывать в любом направлении, раскачиваемые окружающими силами. «Эти результаты подтверждают, что пересечение поверхностной и свободной воды происходит только в трех слоях воды», — объясняет профессор Ямамото.

Исследователи предоставили видео одной из своих симуляций, в которой выделены эти двухмерные и трехмерные структуры, что позволяет понять полную картину. «Наше исследование — хороший пример применения современных методов анализа данных для получения новых и важных сведений», — добавляет профессор Ямамото. Более того, эти предсказания не должно быть трудно экспериментально измерить на графене с помощью методов атомно-силовой микроскопии, которые, без сомнения, подтвердят существование этих структур и дополнительно подтвердят комбинацию используемых методов. Профессор Ямамото заключает: «Хотя графен представляет собой довольно простую поверхность, и мы могли бы ожидать более сложных водных структур на других типах материалов, наше исследование дает отправную точку для обсуждения более реалистичных поверхностных эффектов, и мы ожидаем, что оно приведет к контролю над поверхностные свойства».

###

О Токийском научном университете

Токийский научный университет (TUS) — известный и уважаемый университет, а также крупнейший специализированный частный исследовательский университет в Японии с четырьмя кампусами. в центре Токио и его пригородах и на Хоккайдо. Основанный в 1881 году, университет постоянно вносит свой вклад в развитие науки в Японии, прививая любовь к науке исследователям, техническим специалистам и преподавателям.

С миссией «Создание науки и техники для гармоничного развития природы, человека и общества» TUS провел широкий спектр исследований от фундаментальных до прикладных наук. TUS применил междисциплинарный подход к исследованиям и провел интенсивные исследования в некоторых из наиболее важных на сегодняшний день областей. TUS — это меритократия, в которой признаются и поощряются лучшие в науке. Это единственный частный университет в Японии, выпустивший лауреата Нобелевской премии, и единственный частный университет в Азии, выпускающий лауреатов Нобелевской премии в области естественных наук.

Веб-сайт: https://www.tus.ac.jp/en/mediarelations/

О профессоре Такахиро Ямамото из Токийского научного университета

Такахиро Ямамото работает в Токийском научном университете с 2003 г., когда он стал научным сотрудником кафедры физики. С тех пор он постепенно поднимался до получения звания профессора на факультетах гуманитарных наук (физики) и электротехники. Теперь он руководит своей собственной лабораторной группой, которая занимается использованием квантово-теоретического моделирования для понимания физических свойств материалов. Кроме того, он работает в Исследовательском центре науки и технологий Water Frontier, где возглавляет исследовательскую группу, целью которой является изучение свойств поверхностных вод с помощью теоретических исследований и моделирования.

Информация о финансировании

Эта работа была частично поддержана грантами на исследовательские исследования (№ 17H02756 и 16H02079) Японского общества содействия развитию науки (JSPS). Эта работа также была поддержана Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) в рамках Программы Фонда стратегических исследований в частных университетах на 2015-2019 годы.

---

---

Журнал

Японский журнал прикладной физики

DOI

10.7567/1347-4065/ab6564

Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность новостных сообщений, размещенных на EurekAlert! содействующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

Почему жизнь зависит от воды

Результаты обучения

• Описать свойства воды, которые имеют решающее значение для поддержания жизни

Рисунок 1. Как видно из этого изображения нефти и воды, нефть является неполярным соединением и, следовательно, не растворяется в воде. Масло и вода не смешиваются.

Вы никогда не задумывались, почему ученые тратят время на поиски воды на других планетах? Это потому, что вода необходима для жизни; даже мельчайшие следы его на другой планете могут указывать на то, что жизнь могла существовать или существовала на этой планете. Вода — одна из наиболее распространенных молекул в живых клетках и наиболее важная для жизни, какой мы ее знаем. Примерно 60–70 процентов вашего тела состоит из воды. Без него жизни просто не было бы.

Вода полярна

Атомы водорода и кислорода в молекулах воды образуют полярные ковалентные связи. Общие электроны проводят больше времени, связанного с атомом кислорода, чем с атомами водорода. У молекулы воды нет общего заряда, но есть небольшой положительный заряд на каждом атоме водорода и небольшой отрицательный заряд на атоме кислорода. Из-за этих зарядов слегка положительные атомы водорода отталкиваются друг от друга и образуют уникальную форму, показанную на рисунке 2. Каждая молекула воды притягивает другие молекулы воды из-за положительных и отрицательных зарядов в разных частях молекулы. Вода также притягивает другие полярные молекулы (например, сахара), образуя водородные связи. Когда вещество легко образует водородные связи с водой, оно может растворяться в воде и называется гидрофильным («водолюбивым»). Водородные связи нелегко образуются с неполярными веществами, такими как масла и жиры (рис. 1). Эти неполярные соединения являются гидрофобными («водобоязненными») и не растворяются в воде.

Рис. 2. Водородные связи образуются между слабо положительным (δ+) и слабоотрицательным (δ–) зарядами полярных ковалентных молекул, таких как вода.

Вода стабилизирует температуру

Водородные связи в воде позволяют ей поглощать и выделять тепловую энергию медленнее, чем многие другие вещества. Температура является мерой движения (кинетической энергии) молекул. Чем больше движение, тем выше энергия и, следовательно, выше температура. Вода поглощает большое количество энергии, прежде чем ее температура повысится. Повышенная энергия разрушает водородные связи между молекулами воды. Поскольку эти связи могут создаваться и разрушаться быстро, вода поглощает увеличение энергии и изменения температуры лишь в минимальной степени. Это означает, что вода смягчает изменения температуры внутри организмов и в окружающей их среде. По мере поступления энергии баланс между образованием и разрушением водородных связей смещается в сторону разрушения. Больше связей разрывается, чем образуется. Этот процесс приводит к высвобождению отдельных молекул воды на поверхность жидкости (например, водоема, листьев растения или кожи организма) в процессе, называемом испарением. Испарение пота, что составляет 90 процентов воды, позволяет охлаждать организм, потому что разрыв водородных связей требует затрат энергии и отбирает тепло у тела.

Наоборот, по мере уменьшения молекулярного движения и снижения температуры выделяется меньше энергии для разрыва водородных связей между молекулами воды. Эти связи остаются неповрежденными и начинают формировать жесткую решетчатую структуру (например, лед) (рис. 3а). В замороженном виде лед менее плотный, чем жидкая вода (молекулы находятся дальше друг от друга). Это означает, что лед плавает на поверхности водоема (рис. 3б). В озерах, прудах и океанах лед образуется на поверхности воды, создавая изолирующий барьер, защищающий животных и растения от замерзания в воде. Если бы этого не произошло, растения и животные, живущие в воде, замерзли бы в глыбе льда и не могли бы свободно передвигаться, что сделало бы жизнь при низких температурах затруднительной или невозможной.

Рис. 3. (a) Решетчатая структура льда делает его менее плотным, чем свободно текущие молекулы жидкой воды. Меньшая плотность льда позволяет ему (б) плавать на воде. (кредит а: модификация работы Джейн Уитни; кредит б: модификация работы Карлоса Понте)

Вода — отличный растворитель

Поскольку вода полярна, имеет небольшие положительные и отрицательные заряды, ионные соединения и полярные молекулы могут легко растворяться в ней. Таким образом, вода — это то, что называют растворителем — вещество, способное растворять другое вещество. Заряженные частицы будут образовывать водородные связи с окружающим слоем молекул воды. Это называется сферой гидратации и служит для разделения или диспергирования частиц в воде. В случае поваренной соли (NaCl), смешанной с водой (рис. 4), ионы натрия и хлорида разделяются или диссоциируют в воде, и вокруг ионов образуются сферы гидратации.

Рисунок 4. При смешивании поваренной соли (NaCl) с водой вокруг ионов образуются сферы гидратации.

Положительно заряженный ион натрия окружен частично отрицательно заряженными атомами кислорода в молекулах воды. Отрицательно заряженный ион хлора окружен частично положительными зарядами атомов водорода в молекулах воды. Эти сферы гидратации также называют гидратными оболочками. Полярность молекулы воды делает ее эффективным растворителем и играет важную роль в ее многочисленных ролях в живых системах.

Вода связывает

Рис. 5. Вес иглы над водой снижает поверхностное натяжение; в то же время поверхностное натяжение воды тянет ее вверх, удерживая иглу на поверхности воды и удерживая ее от погружения. Обратите внимание на углубление в воде вокруг иглы. (кредит: Кори Занкер)

Вы когда-нибудь наполняли стакан воды до самого верха, а затем медленно добавляли еще несколько капель? Прежде чем перелиться через край, вода на самом деле образует куполообразную форму над краем стакана. Эта вода может оставаться над стеклом благодаря свойству когезии. При когезии молекулы воды притягиваются друг к другу (из-за водородных связей), удерживая молекулы вместе на границе раздела жидкость-воздух (газ), хотя в стекле больше нет места. Сплоченность порождает поверхностное натяжение, способность вещества выдерживать разрыв при растяжении или напряжении. Когда вы бросаете небольшой клочок бумаги на каплю воды, бумага плавает поверх капли воды, хотя объект плотнее (тяжелее), чем вода. Это происходит из-за поверхностного натяжения, создаваемого молекулами воды. Когезия и поверхностное натяжение удерживают молекулы воды неповрежденными, а предмет плавает на поверхности. Можно даже «поплавать» стальной иглой поверх стакана с водой, если поместить ее осторожно, не нарушая поверхностного натяжения (рис. 5).

Эти когезионные силы также связаны со свойством воды прилипать или притяжением между молекулами воды и другими молекулами. Это наблюдается, когда вода «поднимается» по соломинке, помещенной в стакан с водой. Вы заметите, что вода кажется выше по бокам соломинки, чем в середине. Это происходит потому, что молекулы воды притягиваются к соломинке и поэтому прилипают к ней.

Силы сцепления и сцепления важны для поддержания жизни. Например, из-за этих сил вода может течь от корней к верхушкам растений, чтобы питать растение.

Видеообзор

Практический вопрос

Какое из следующих утверждений не верно?

1. Вода полярная.
2. Вода стабилизирует температуру.
3. Вода необходима для жизни.
4. Вода является самым распространенным атомом в атмосфере Земли.

Показать ответ

Попробуйте

Внесите свой вклад!

У вас есть идеи по улучшению этого контента? Мы будем признательны за ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Вода, полярность и водородные связи (интерактивный учебник) – Learn-Biology

Щелкните следующую ссылку, чтобы получить учебное пособие для студентов по химии и свойствам воды

 

1. Введение : Вода делает жизнь возможной

Источник: 28 января 2006 г. «Удар капли» Роджера Маклассуса

Жидкая вода — это среда, в которой возникает жизнь. Вы можете думать об этом на двух уровнях.

1.1. Живые существа в основном состоят из воды

Встаньте на весы. Если бы вы удалили всю воду из своего тела, ваш вес составил бы всего около 40% от нынешнего (источник: Геологическая служба США). И, конечно же, тебя бы не было в живых. Большинство людей могут прожить несколько недель без еды. Но брось пить, и через несколько дней жизнь прекратится. И это верно не только для людей: это верно почти для всех живых существ.

1.2. Жизнь зависит от воды.

С астрономической точки зрения жизнь существует только там, где есть вода в жидкой форме. Не случайно из планет нашей Солнечной системы на Земле есть жизнь. Это потому, что Земля находится в узкой зоне, где средние температуры поверхности позволяют воде существовать в жидкой форме, а не в газообразном паре или твердом льду. Жизни нужна жидкая вода. Итак, давайте посмотрим, как работает вода.

Зеленая зона вокруг солнца — это место, где вода находится в жидком состоянии и где может существовать наш тип жизни. Обратите внимание, что орбита Земли находится в пределах третьего кольца, точно в середине зеленой зоны. Меркурий и Венера (в красной зоне) слишком горячие для жидкой воды. Марс находится сразу за пределами зеленой зоны. Не считая Земли, что делает Марс лучшим кандидатом на жизнь в нашей Солнечной системе. (Источник: Исследовательский центр Эймса)

Интерактивное чтение 1: Структура воды

[qwiz qrecord_id=”sciencemusicvideosMeister1961-Свойства интерактивного чтения на воде (M4) ”style=”width: 550px !важно; min-height: 400px !important;»]

[h] Структура воды: интерактивное чтение 1

[q] Чтобы понять химический состав и свойства воды, нам нужно понять ее внутреннюю структуру. Чтобы рассмотреть, как нарисовать структуру молекулы, давайте начнем с самой простой молекулы во Вселенной, газообразного водорода (H ₂ ). Помните, что атом водорода имеет один протон и один электрон. Ваша первая диаграмма должна представлять собой модель распределения электронов (показывающую атомные ядра и уровни энергии электронов). Второй должна быть структурная формула. Примечание: если вам нужно повторить, как рисовать молекулы, перейдите к Основам химии для студентов-биологов.

[c]IFNob3cgdGhl IGFuc3dlcg==[Qq]

[f]IEFOU1dFUg==

Cg==

Cg== Cg== Cg==

[Qq] 9011
Водород с указанием уровней энергии и совместного использования электронов	Водород, структурная формула

[q] Теперь давайте посмотрим на молекулу воды. Химическая формула воды H ₂ O. Водород имеет один протон и один электрон. Кислород имеет 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов. Используйте эту информацию, чтобы нарисовать диаграмму молекулы воды, показывающую совместное использование электронов между одним кислородом и двумя атомами водорода. Затем нарисуйте структурную формулу. Когда вы закончите, нажмите ниже, чтобы увидеть решение.

[c]IMKgc2hvdyB0 aGUgYW5zd2Vy[Qq]

[f]IEFOU1dFUg==

Cg==

Cg== Cg== Cg==

[Qq0]
Вода с указанием уровней энергии и совместного использования электронов	Вода, структурная формула

[qmultiple_choice=»true»] Если расположить воду так, чтобы атомы водорода были сверху, вы должны вспомнить об очень известном диснеевском мультипликационном персонаже. Который из?

[c]IA==VHdlZXR5IGJpcmQ=[Qq]

[f]IFNvcnJ5LCBuby4gV2F0ZXIgaXMgdGhlIE1pY2tleSBNb3VzZSBtb2xlY3VsZSE=

Cg==

[Qq]

[c]IA==SG9tZXIgU2ltcHNvbg==[Qq]

[f]IE5vLCB0aGF0JiM4MjE3O3Mgbm90IGNvcnJlY3QuIFdhdGVyIGlzIHRoZSBNaWNrZXkgTW91c2UgbW9sZWN1bGUh

Cg==

[Qq]

[ c] ia == twlja2v5ie1vdxnl [qq]

[f] ifllcyegv2f0zxigaxmgdghlie1py2tlesbnb3vzzsbtb2xly3vszse =

cg ==

[qq]

. Эта называется моделью, заполняющей пространство, и она показывает воду в трехмерной (трехмерной) форме. Зная, что вы знаете о воде, определите атомы водорода и кислорода на изображении ниже.

 

[л] водород

[ф*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[л] кислород

[ф*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[x][restart][/qwiz]

Интерактивное чтение 2: Вода и полярность

[qwiz qrecord_id=”sciencemusicvideosMeister1961-Вода, полярность, водородная связь Интерактивное чтение (M4)” style=”width: 550px ! важный; минимальная высота: 400px !важно;”]

[h] Интерактивное чтение 2: Вода, полярность и водородные связи

[i] Теперь, когда мы знаем, как выглядит вода на молекулярном уровне, давайте посмотрим, как структура воды определяет ее химические свойства.

 

[q labels = «top»] Мы начнем с концепции полярности .

Земля полярная. Это означает, что у него есть два _______. Северный и южный полюс.

Магниты также полярны.

Как и Земля, стержневой магнит имеет север и юг полюс. Северный полюс одного __________ притягивается к _______ полюсу другого магнита. Два магнитных южных полюса, напротив, отталкивают друг друга ________ (как и два магнитных северных полюса).

[л] отдельно

[ф*] Хорошо!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[л] магнит

[ф*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[l] полюса

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[л] юг

[ф*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[q labels = «top»] Правила для магнитов:

Противоположные полюса____________________________

[l] притягивать (стягивать)

[ф*] Хорошо!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[л] оттолкнуть (оттолкнуть)

[ф*] Правильно!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[q labels = «top»] Подобно магниту, вода также полярна.   Через мгновение мы углубимся в детали, а пока просто внимательно рассмотрите эту модель распределения электронов в воде и определите, где, по вашему мнению, будет более отрицательно заряженная сторона, а где быть более позитивно заряженной стороной.

 

[l] более отрицательно заряженных

[f*] Верно!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[l] больше положительно заряженных

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[q labels = «top»]

Давайте копнем немного глубже, чтобы понять , почему вода является полярной молекулой.

1. В ядре атома кислорода восемь протонов: восемь __________ зарядов.
2. Каждое из двух ядер водорода имеет только один __________: один положительный заряд.
3. Эти восемь протонов в ядре кислорода будут притягивать 10 ____________ молекулы с гораздо большей силой, чем один протон в каждом ядре водорода.
4. В результате кислородная сторона молекулы будет содержать больше электронов и иметь небольшой ___________ заряд . Напротив, область вокруг двух ядер водорода будет содержать ______ электронов и иметь небольшой положительный заряд.
5. Таким образом, вода — это не просто ковалентно связанная молекула. Поскольку совместное использование электронов неравномерно и приводит к полярности, связи имеют особое название: они называются ______ __________ связями.

[л] электронов

[ф*] Верно!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[л] меньше

[ф*] Хорошо!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[l] отрицательный

[f*] Верно!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[l] полярный ковалентный

[f*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[l] положительный

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[л] протон

[ф*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[q labels = «top»] Заряды молекулы воды не являются полными зарядами, как у положительного или отрицательного иона. Они намного слабее (хотя, как мы увидим, они имеют важные последствия). Эти частичные заряды обозначаются символом «δ» (по-гречески «дельта»). Итак, частичный положительный заряд представлен δ ⁺ , а частичный отрицательный заряд представлен δ ^– . Используйте эти символы, чтобы обозначить все три изображения воды ниже.

 

[l]δ

⁺

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[l]δ

^–

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[/qwiz]

Интерактивное чтение 3: Полярность воды приводит к образованию

водородных связей

min-height: 400px !important;”]

[h] Водородная связь; Интерактивное чтение 3

[i] Полярность воды имеет важные последствия. Читать дальше.

[qmultiple_choice=»true»] Вот две молекулы воды. Поскольку молекулы воды полярны, между любыми двумя молекулами воды, сближающимися друг с другом, образуются слабые связи. Пунктирная линия ниже представляет одну из этих слабых связей. Какое из изображений ниже имеет смысл?

[c]IA==[Qq]

[f]IMKgTm8uIFJlbWVtYmVyIHRoYXQgb3Bwb3NpdGVzIGF0dHJhY3QuIFRoZSBjb3JyZWN0IHJlcHJlc2VudGF0aW9uIG9mIHRoaXMgYXR0cmFjdGlvbiBpcyB3aGF0JiM4MjE3O3Mgc2hvd24gaGVyZS4gTm90ZSBob3cgdGhlIHBvc2l0aXZlIHNpZGUgb2Ygb25lIHdhdGVyIG1vbGVjdWxlICh4aGljaCBpcyB3aGVyZSB0aGUgaHlkcm9nZW5zIGFyZSkgaXMgYXR0cmFjdGVkIHRvIHRoZSBuZWdhdGl2ZSBzaWRlIG9mIGFub3RoZXIgd2F0ZXIgbW9sZWN1bGUgKHdoZXJlIHRoZSBveHlnZW4gaXMpLg==[Qq]

[c]IA ==[Qq]

[f]IEV4Y2VsbGVudC4gWW91IGNvcnJlY3RseSBjaG9zZSBhIHJlcHJlc2VudGF0aW9uIHdoZXJlIHRoZSBwb3NpdGl2ZSBzaWRlIG9mIG9uZSB3YXRlciBtb2xlY3VsZSAod2hpY2ggaXMgd2hlcmUgdGhlIGh5ZHJvZ2VucyBhcmUpIGlzIGF0dHJhY3RlZCB0byB0aGUgbmVnYXRpdmUgc2lkZSBvZiBhbm90aGVyIHdhdGVyIG1vbGVjdWxlICh4aGVyZSB0aGUgb3h5Z2VuIGlzKS4=

Cg==

[Qq]

[q labels = “top”]Water molecules, as you can see here, are “ sticky . ” Помните, что эта липкость  находится на молекулярном уровне. Вот два ключевых момента, о которых следует помнить.

• Кислородный конец одной молекулы воды с частично ___________ зарядом временно соединится с ____________ концом другой молекулы воды с частично положительным зарядом.
• Связь, которая образуется между одной молекулой воды и другой, называется водородной связью .

[л] водород

[ф*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[л] отрицательный

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[q multiple_choice=»true»] Водородные связи слабы и временны. Но в любом водоеме — от мельчайшей капли до океана — они имеют огромные последствия. Мы рассмотрим эти последствия в следующем уроке. Однако перед этим давайте сравним воду с другой молекулой, которая может быть вам знакома: метан: CH ₄ .

Внимательно посмотрите на распределение электронов между углеродом и четырьмя атомами водорода в метане. Судя по тому, как это выглядит, как вы думаете, метан полярен или неполярен?

[c]IHBvbGFyIMKgIMKgIMKgIA==[Qq][c]IG5vbi1w b2xhcg==[Qq][f]IE5vLiBXYXRlciBpcyBwb2xhciBiZWNhdXNlIGFsbCBvZiB0aGUgZWxlY3Ryb25zIGFyZSBidW5jaGVkIHVwIG9uIHRoZSBveHlnZW4gc2lkZSBvZiBhIHdhdGVyIG1vbGVjdWxlLCB3aGlsZSBmZXdlciBlbGVjdHJvbnMgYXJlIG9uIHRoZSBoeWRyb2dlbiBzaWRlIG9mIHRoZSBtb2xlY3VsZS4gSW4gbWV0aGFuZSwgYWxsIG9mIHRoZSBlbGVjdHJvbnMgYXJlIGVxdWFsbHkgZGlzdHJpYnV0ZWQuIFRoZXJlIGFyZSBubyBjaGFyZ2VkIHBvbGVzLCBtYWtpbmcgbWV0aGFuZSBub24tcG9sYXIu

Cg==[Qq]

[f]IFRoYXQmIzgyMTc7cyByaWdodC4gSW4gbWV0aGFuZSwgYWxsIG9mIHRoZSBlbGVjdHJvbnMgYXJlIGVxdWFsbHkgZGlzdHJpYnV0ZWQuIFRoZXJlIGFyZSBubyBjaGFyZ2VkIHBvbGVzLCBtYWtpbmcgbWV0aGFuZSBub24tcG9sYXIu[Qq]

[q multiple_choice=”true”] Will two methane molecules form hydrogen bonds with one another?

[c]IFllcw==[Qq]

[f]IFRoYXQmIzgyMTc7cyBub3QgcmlnaHQuwqBUaGUgb25seSBtb2xlY3VsZXMgdGhhdCBjYW4gZm9ybSBoeWRyb2dlbiBib25kcyBhcmUgbW9sZWN1bGVzIHRoYXQgYXJlIHBvbGFyLCBsaWtlIHdhdGVyLiBNZXRoYW5lLCBhcyBhIG5vbi1wb2xhciBtb2xlY3VsZSwgY2FuJiM4MjE3O3QgZm9ybSBoeWRyb2dlbiBib25kcy4=[Qq]

[c]IE 5v[Qq]

[f]IEV4Y2VsbGVudC7CoFRoZSBvbmx5IG1vbGVjdWxlcyB0aGF0IGNhbiBmb3JtIGh5ZHJvZ2VuIGJvbmRzIGFyZSBtb2xlY3VsZXMgdGhhdCBhcmUgcG9sYXIsIGxpa2Ugd2F0ZXIuIE1ldGhhbmUsIGFzIGEgbm9uLXBvbGFyIG1vbGVjdWxlLCBjYW4mIzgyMTc7dCBmb3JtIGh5ZHJvZ2VuIGJvbmRzLg==[Qq]

[q multiple_choice=”true”] Methane, with its non-polar electron sharing, is the opposite of магнит. Нет положительного или отрицательного полюса. Молекулы метана не притягиваются друг к другу (или к чему-либо еще).

Имея это в виду, сделайте прогноз (и не стесняйтесь использовать в своем ответе предварительные знания). Метан и вода имеют примерно одинаковую молекулярную массу (они оба имеют примерно одинаковое количество нейтронов и протонов). At room temperature, methane will be a

[c]IGxpcXVpZA==[Qq]

[f]IE5vLiBCZWNhdXNlIG1ldGhhbmUgbW9sZWN1bGVzIGRvbiYjODIxNzt0IGZvcm0gaHlkcm9nZW4gYm9uZHMsIHRoZXkgd29uJiM4MjE3O3Qgc3RpY2sgdG9nZXRoZXIgaW4gYW4gb3BlbiBjb250YWluZXIgYXQgcm9vbSB0ZW1wZXJhdHVyZSwgYXMgd2F0ZXIgZG9lcy4gQXMgYSByZXN1bHQsIG1ldGhhbmUgaXMgYSBnYXMgYXQgcm9vbSB0ZW1wZXJhdHVyZS4gVG8gbWFrZSBtZXRoYW5lIGludG8gYSBsaXF1aWQsIHlvdSBoYXZlIHRvIGdldCBpdCB0byBiZSByZWFsbHkgY29sZCYjODIzMDthcyBpbiAtMTYxIGRlZ3JlZXMsIENlbHNpdXMu[Qq]

[c]IGdh cw==[Qq]

[f]IENvcnJlY3QuwqBCZWNhdXNlIG1ldGhhbmUgbW9sZWN1bGVzIGRvbiYjODIxNzt0IGZvcm0gaHlkcm9nZW4gYm9uZHMsIHRoZXkgd29uJiM4MjE3O3Qgc3RpY2sgdG9nZXRoZXIgaW4gYW4gb3BlbiBjb250YWluZXIgYXQgcm9vbSB0ZW1wZXJhdHVyZSwgYXMgd2F0ZXIgZG9lcy4gQXMgYSByZXN1bHQsIG1ldGhhbmUgaXMgYSBnYXMgYXQgcm9vbSB0ZW1wZXJhdHVyZS4gVG8gbWFrZSBtZXRoYW5lIGludG8gYSBsaXF1aWQsIHlvdSBoYXZlIHRvIGdldCBpdCB0byBiZSByZWFsbHkgY29sZCYjODIzMDthcyBpbiAtMTYxIGRlZ3JlZXMsIENlbHNpdXMu[Qq]

[q]And just to make sure you’ve got this, label the diagram below (and the ones that follow).

[l] липкий

[f*] Хорошо!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[л] не липкий

[ф*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[l] неполярный

[f*] Хорошо!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[л] полярный

[ф*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[l] водородная связь

[f*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[l] без водородной связи

[f*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[q]Вот другая версия молекул

 

 

[l] неполярный

[f*] Отлично!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[l] полярный

[f*] Отлично!

[fx] Нет, это не так. Пожалуйста, попробуйте еще раз.

[q]А вот еще вариант этих двух молекул

 

[l] липкий

[f*] Хорошо!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[l] нелипкий

[f*] Верно!

[fx] Нет. Повторите попытку.

[x][restart]

[/qwiz]

Основные понятия о воде: краткий обзор

далеко. Прочитайте эти ключевые идеи, а затем поработайте с карточками ниже.

1. Вода является самой важной молекулой по весу в живых существах.
2. Когда атомы в молекуле распределяют электроны неравномерно, молекула становится полярной.
3. Молекулы воды полярны.
4. Поскольку молекулы воды полярны, они образуют водородные связи друг с другом.

[qwiz random=»true» qrecord_id=»sciencemusicvideosMeister1961-Викторина по химии воды (M4)»]

[h]Викторина: Химия воды
пустые вопросы.

[q]Вода является наиболее важным соединением [палача] в любом живом существе.

[c]d2VpZ2h0[Qq]

[q] В молекуле воды область с частичным отрицательным зарядом находится вблизи атома(ов) [палача]

[c]b3h5Z2Vu[Qq]

[q] В полярной молекуле (например, в воде) электроны распределены между атомами этой молекулы [палач].

[c]dW5lcXVhbGx5[Qq]

[q] В молекуле воды область с частичным положительным зарядом находится вблизи атома(ов) [палача]

[c]aHlkcm9nZW4=[Qq]

[q] ] Поскольку молекулы воды полярны, они образуют связи [палача] друг с другом.

[c]aHlkcm9nZW4=[Qq]

[q] Если сравнить водородную, ковалентную и ионную связи, самой слабой будет связь _________.
[c]aHlkcm 9nZW4=

Cg==[Qq]

[c]Y292YWxlbnQ=[Qq]

[c]aW9uaWM=[Qq]

[f]RXhjZWxsZW50ISBJZiB5b3UgY29tcGFyZWQgaHlkcm9nZW4sIGNvdmFsZW50LCBhbmQgaW9uaWMgYm9uZHMsIHRoZSB3ZWFrZXN0IG9uZSB3b3VsZCBiZSB0aGUgaHlkcm9nZW4gYm9uZC4=[Qq]

[f] Tm8uIFRoZSB3ZWFrZXN0IG9mIHRoZSB0aHJlZSBib25kcyBpcyB0aGUgb25lIHRoYXQgb2NjdXJzIGJldHdlZW4gcG9sYXIgbW9sZWN1bGVzLiBXaGljaCBib25kIGlzIA== YmV0d2Vlbg== IG1vbGVjdWxlcyAoYXMgb3Bwb3NlZCB0byB3aXRoaW4gYSBtb2xlY3VsZSk=[Qq]

[f]Tm8uIFRoZSB3ZWFrZXN0IG9mIHRoZSB0aHJlZSBib25kcyBpcyB0aGUgb25lIHRoYXQgb2NjdXJzIGJldHdlZW4gcG9sYXIgbW9sZWN1bGVzLiBXaGljaCBib25kIGlzIA== YmV0d2Vlbg== IG1vbGVjdWxlcyAoYXMgb3Bwb3NlZCB0byB3aXRoaW4gYSBtb2xlY3VsZSk=[Qq]

[q]Two bonds that are relevant to water are the covalent and the hydrogen bond. Какая из этих связей находится ВНУТРИ молекулы воды?
[c]aHlkcm9nZW4=

Cg==[Qq]

[c]Y292YW xlbnQ=[Qq]
[f]Tm8uIEh5ZHJvZ2VuIGJvbmRzIG9jY3VyIGJldHdlZW4gd2F0ZXIgbW9sZWN1bGVz

Cg==[Qq]

[f]RXhjZWxsZW50LiBDb3ZhbGVudCBib25kcyBvY2N1ciBiZXR3ZWVuIHRoZSBoeWRyb2dlbiBhbmQgb3h5Z2VuIGF0b21zIA== aW5zaWRl IGEgd2F0ZXIgbW9sZWN1bGUu[Qq]

[q]In this diagram, the dotted line between the two water molecules indicates a ___________ bond.[hangman]

 

[c]aHlkcm9nZW4=[Qq]

[q] В такой молекуле, как метан, все электроны распределены поровну между атомами в молекуле. В результате метан представляет собой ___________.

[c]cG9sYXIgbW9sZWN1bGU=[Qq]

[c]bm9uLXBvbGFy IG1vbGVjdWxl[Qq]

[c]aW9uaWMgY29tcG91bmQ=[Qq]

[f]Tm8uwqBJbiBhIG1vbGVjdWxlIGxpa2UgbWV0aGFuZSwgYWxsIG9mIHRoZSBlbGVjdHJvbnMgYXJlIHNoYXJlZCBlcXVhbGx5IGFtb25nIHRoZSBhdG9tcyBpbiB0aGUgbW9sZWN1bGUuIEFzIGEgcmVzdWx0LCBtZXRoYW5lIGlzIGEg bm9uLXBvbGFy wqBtb2xlY3VsZS4=[Qq]

[f]WWVzLsKgSW4gYSBtb2xlY3VsZSBsaWtlIG1ldGhhbmUsIGFsbCBvZiB0aGUgZWxlY3Ryb25zIGFyZSBzaGFyZWQgZXF1YWxseSBhbW9uZyB0aGUgYXRvbXMgaW4gdGhlIG1vbGVjdWxlLiBBcyBhIHJlc3VsdCwgbWV0aGFuZSBpcyBhIA == bm9uLXBvbGFy wqBtb2xlY3VsZS4=[Qq]

[f]Tm8uIElvbmljIGNvbXBvdW5kcyBhcmUgY29tcG91bmRzIHdoZXJlIGlvbmljIGJvbmRzIGhvbGQgdG9nZXRoZXIgY2hhcmdlZCBpb25zLg==[Qq]

[q] True or false: Non-polar molecules won’t form hydrogen bonds with one another

[c]VHJ1 ZQ== [Qq]

[c]RmFsc2U=[Qq]

[f]TmljZSBqb2IuIFRoZSBzdGF0ZW1lbnQgYWJvdmUgaXMgdHJ1ZTrCoE5vbi1wb2xhciBtb2xlY3VsZXMgd29uJiM4MjE3O3QgZm9ybSBoeWRyb2dlbiBib25kcyB3aXRoIG9uZSBhbm90aGVy[Qq]

[f]VGhhdCYjODIxNztzIG5vdCByaWdodC7CoE5vbi1wb2xhciBtb2xlY3VsZXMg d29uJiM4MjE3O3Q= IGZvcm0gaHlkcm9nZW4gYm9uZHMgd2l0aCBvbmUgYW5vdGhlcg==[Qq]

[q]The best description for the bonds that hold the oxygen and hydrogen atoms together inside a water molecule would be

[c]aW9uaWMgYm9uZHM=[ QQ]

[C] Y292YWXLBNQGYM9UZHM = [QQ]

[C] CG9SYXIGY292YW XLBNQGYM9UZHM = [QQ]

[C] AHLKCM9NZW4GYM9USHM = [QQ]

.

6.

.nZXRoZXIgY2hhcmdlZCBpb25zLiBBIGRpZmZlcmVudCBraW5kIG9mIGJvbmQgaXMgYXQgd29yayB3aXRoaW4gYSB3YXRlciBtb2xlY3VsZS4=[Qq]

[f]Tm8sIGJ1dCB5b3UmIzgyMTc7cmUgY2xvc2UuIFRoZSBib25kcyB0aGF0IGFyZSBhdCB3b3JrIHdpdGhpbiBhIHdhdGVyIG1vbGVjdWxlIGFyZSBpbmRlZWQgY292YWxlbnQsIGJ1dCB0aGVyZSYjODIxNztzIGEgbW9yZSBzcGVjaWZpYyB3YXkgdG8gZGVzY3JpYmUgdGhlbS4=[Qq]

[f]RXhjZWxsZW50LiBUaGUgYm9uZHMgdGhhdCBob2xkIHRoZSBveHlnZW4gYW5kIGh5ZHJvZ2VuIGF0b21zIHRvZ2V0aGVyIA== aW5zaWRl IGEgd2F0ZXIgbW9sZWN1bGUgYXJlIGNhbGxlZCBwb2xhciBjb3ZhbGVudCBib25kczogJiM4MjIwO2NvdmFsZW50JiM4MjIxOyBiZWNhdXNlIG9mIHRoZSBzaGFyZWQgZWxlY3Ryb25zLCAmIzgyMjA7cG9sYXImIzgyMjE7IGJlY2F1c2Ugb2YgdGhlIHVuZXF1YWwgc2hhcmluZyB0aGF0IHJlc3VsdHMgaW4gd2F0ZXImIzgyMTc7cyBvdmVyYWxsIHBvbGFyaXR5Lg==[Qq]

[f]Tm8uIEh5ZHJvZ2VuIGJvbmRzIG9jY3VyIA== YmV0d2Vlbg== IHdhdGVyIG1vbGVjdWxlcyAob3IgYmV0d2VlbiB3YXRlciBhbmQgb3RoZXIgcG9sYXIgbW9sZWN1bGVzLCBvciBiZXR3ZWVuIG90aGVyIHBvbGFyIG1vbGVjdWxlcyku[Qq]

[x]

If you want more practice, please press the restart button below.