2.1. Вода как вещество, ее молекулярная структура и изотопный состав
Молекула воды несимметрична: три ядра образуют равнобедренный треугольник с двумя ядрами водорода в основании и ядром кислорода в вершине (рис. 1).
Рис. l. Строение молекулы воды
Атом кислорода в молекуле воды присоединяет к себе два электрона, отнятых от атомов водорода, и тем самым приобретает отрицательный заряд. В свою очередь, оба атома водорода, лишенные электронов, становятся положительно заряженными протонами. Молекула воды поэтому образует электрический диполь.
Полярное
строение воды и возникающее в воде
электрическое поле обусловливают
большую диэлектрическую
проницаемость воды – величину,
показывающую, во сколько раз силы
взаимодействия электрических зарядов
уменьшаются в воде по сравнению с силами
их взаимодействия в вакууме. Высокая
диэлектрическая проницаемость воды
предопределяет
большую ее
ионизирующую
способность, т.
Каждая молекула воды, обладающая двумя положительными и двумя отрицательными зарядами, способна образовать четыре так называемые водородные связи, т.е. соединения положительно заряженного ядра водорода (протона), химически связанного в одной молекуле, с отрицательно заряженным атомом кислорода, принадлежащим другой молекуле.
Наиболее
упрощенное представление о молекулярной
структуре воды заключается в следующем.
Водяной пар состоит преимущественно
из мономерных (одиночных) молекул воды,
т.е. водородные связи практически не
реализуются. В твердом состоянии (лед)
строение воды в высокой степени
упорядочено. В кристаллах льда молекулы
воды составляют гексагональную систему
с прочными водородными связями. Такая
структура весьма рыхлая и, как иногда
говорят, «ажурная». Вода в жидком
состоянии занимает промежуточное
положение между паром и льдом.
Переход
от полностью упорядоченной рыхлой
молекулярной структуры, свойственной
льду, к более плотной структуре,
свойственной воде в жидком состоянии,
не происходит мгновенно в процессе
плавления льда, а продолжается и в жидкой
воде. При повышении температуры наряду
с упомянутым уплотнением «упаковки»
молекул происходит и свойственное всем
веществам увеличение объема воды
вследствие роста интенсивности теплового
движения молекул. В диапазоне повышения
температуры от 0 до 4 °С преобладает
процесс уплотнения химически чистой
воды, при температуре выше 4 °С –
тепловое расширение, поэтому вода
обладает «аномальным» свойством
–
наибольшей плотностью не при температуре
плавления, а при 4 °С.
Присущие воде водородные связи примерно в десять раз прочнее связей, обусловленных межмолекулярными взаимодействиями, которые характерны для большинства других жидкостей. Поэтому для преодоления этих связей при плавлении, нагревании и испарении воды необходимо гораздо больше энергии, чем в случае других жидкостей. Это определят ряд «аномалий» тепловых свойств воды.
Водород
и кислород имеют несколько природных
изотопов: 1Н
(«обычный» водород), 2Н,
или D
(«тяжелый» водород, или дейтерий), 3Н,
или Т (радиоактивный «сверхтяжелый»
водород, или тритий), 
В результате испарения
происходит некоторое обогащение
воды более тяжелыми изотопами, и в
результате конденсации — более легкими.
Поэтому поверхностные воды,
формирующиеся атмосферными осадками,
содержат «тяжелого» водорода
(
Воду с изотопным составом 1Н216О называют «обычной» водой и обозначают просто Н2О, остальные виды воды (кроме 3Н2О) называют «тяжелой» водой. Иногда «тяжелой» водой считают лишь дейтериевую воду 2Н20 (или D2О). Вода с изотопным составом 4Н2О (или Т2О) – так называемая «сверхтяжелая» вода. Ее на Земле находится всего 13–20 кг. Приведенные в дальнейшем сведения относятся только к «обычной» воде.
Чудесные свойства и функции воды
Давайте разберемся, что же такое вода?
Это, прежде всего, простое химическое соединение, включающее в себя один атом водорода и два атома кислорода – это формула воды.
Но вода, которую мы используем, или для питья или для умывания, в общем, вся вода, что нас окружает, является носителем растворенных в ней различных микроэлементов, определяющие её минеральный состав.
От того где человек берет воду, это может быть вода из открытых источников (реки, озера, моря) или с гор Кавказа (ледниковая), или наконец из подземных природных кладовых (артезианская) будет меняться и её состав, который определяет физическую полноценность воды, и от которого напрямую зависит здоровье человека.
Физиологическая полноценность определяется ее оптимальным составом микро- и макроэлементов для организма.
И ещё одним из новых направлений в изучении свойств воды являются исследования: структуры воды, включающей в себя такие понятия, как энергоинформационная или кластерная память воды.
Если мы пьем физиологически полноценную воду (вода высшей категории), то клеткам не приходится приспосабливать эту воду к внутренней среде организма.
У воды достаточно много уникальных свойств. Именно поэтому живые существа выбрали ее в качестве основного строительного материала для своего тела.
1) Транспортная функция воды и очистительная: Вода несет питательные вещества к клеткам, выводит токсины и шлаки, доставляет кислород.
Водный раствор крови состоит из 80 процентов чистой воды. Вся очистительная и выделительная система организма — лимфа, пот, моча – тоже чистая вода, в которой растворены удаляемые из организма продукты. Мы потеем и с потом выходит до полутора литров воды в сутки даже в тени и в умеренном климате. Канализационная система нашего тела, по которой выбрасывается из организма весь «шлак» обмена веществ, тоже для своего нормального функционирования требует немало воды. Кроме того, с возрастом наш организм вырабатывает все меньше гормонов. 80% гормонов, как известно, секретируется в тонком кишечнике. Чем более загрязняется тонкий кишечник слизью, водонерастворимыми веществами, тем меньше гормонов, — тем хуже работает пищеварительная система. А почистить его очень просто. Не надо покупать специальных лекарств или чего-то ждать. Нужно каждый день с утра натощак, а также перед каждой едой выпивать 1-2 стакана воды. Так вода сразу всасывается в кишечник и промывает его. Во время пищи ни в коем случае нельзя пить воду.
При отравлении человеку, в основном, дают только воду. Чтобы скорее вывести из организма отравляющие продукты и обновить всю воду в организме. Особенно это касается мам, кормящих грудью. Если такая женщина отравилась каким-то продуктом, то кормить ребенка грудью можно, главное пить воду!!! Из нее, в основном образуется молоко, и вода же выведет все яды.
Вода может избавить от запоров и геморроя, так как будет являться своеобразной смазкой для всех систем пищеварения и выведения.
О свойствах воды: Известно, что вода растворяет в себе все известные вещества, однако, она не вступает во взаимодействие с транспортируемыми ею веществами. Кроме того, вода обладает высокой текучестью в органах и клетках в любых его условиях. Ни одна другая жидкость в условиях Земли не обладает одновременным сочетанием таких свойств!
2) Вода доставляет кислород в клетки и помогает крови удалить углекислый газ.
Когда мы дышим легкими, то изгоняем из себя каждые сутки 300—400 граммов воды. А кожа, когда дышит, расходует даже вдвое больше воды.
3) Вода-универсальный растворитель Как мы уже сказали, вода растворяет в себе все известные вещества, но по отношению к организму она нейтральна! Вода расщепляет все питательные вещества на первичные компоненты (белки на аминокислоты, крахмалы на простые сахара, жиры на жирные кислоты). Именно этим объясняется то, что вода помогает семени взрасти и превратиться в цветок или дерево.
Основная масса воды в организме выполняет роль среды, в которой проходят различные реакции. Вода, поступающая в организм, должна быть нейтральной, а лучше слабощелочной, как и жидкости в организме.
4) Сохраняет температуру постоянной 36.6 градусов
Вода обладает большой теплоемкостью (4.19 кДж/(кг• К), что в 30 раз выше, чем у других веществ. А это значит, что она обеспечивает наилучшие условия для накопления и сохранения тепла, которое необходимо нашему организму, чтобы поддерживать стабильность всех процессов в организме.
Так как для регуляции процессов в организме требуется сохранять температуру с точностью до десятых долей градуса. Свойство воды: одновременно обладает высокой теплоемкостью и довольно низкой теплопроводностью. Это свойство человек использовал не только для обогревания своего тела, но и для обогрева своего жилья с помощью батарей центрального отопления, где также циркулирует вода.
5) Вода поддерживает нормальные электрические свойства клеток и переносит электрические заряды, с помощью которых клетки общаются друг с другом. Вода является электролитом. Параметры нашего электролита специфичны и определяются растворенными в воде минералами, которые служат носителями электрических зарядов.
Важно! Поступающая вода должна иметь определенный окислительно-восстановительный потенциал воды (ОВП) у качественной воды должен соответствовать потенциалу межклеточной жидкости в организме. Когда водопроводная питьевая вода или искусственно созданная вода проникает в ткани человеческого (или иного) 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 поступает вода, обладающая защитными восстановительными свойствами, то есть природная. Это подтверждается многочисленными исследованиями в специализированных научных центрах в России и за рубежом.
6) Является строительным материалом Часть воды распадается на микро и макроэлементы, которые участвуют в ремонте клеток, тканей и органов. Таким образом, вода ускоряет процессы восстановления клеток, регенерации тканей.
7) Средство защиты органов
Благодаря своей «несжимаемости» вода создает гидроскелет внутри клеток и всего организма. Ведь основные жизненно важные внутренние органы, как известно, находятся в подвешенном состоянии (легкие, сердце, печень и др.
) Каждый из этих органов имеет значительную массу. Когда мы бегаем, прыгаем, ходим, в силу законов инерции эти органы подвергаются нагрузкам. Но, поскольку организм наш состоит из 70% воды, то масса всех важных органов стала минимальной. Кроме того, вода стала выполнять и роль амортизирующей среды, и это позволило практически полностью защитить внутренние органы от перегрузок. Природа, как всегда, нашла самый простой способ! Таким образом, вода предохраняет от ударов кости и органы, скрепляет твердые структуры в самой клетке, а также служит смазкой для суставов.
8) Вода активизирует обменные процессы в организме. Правда, вода должна быть хорошего качества, физиологически полноценной. В связи с этим может устраняться даже похмельный синдром без специальных таблеток и рассолов. Может пройти изжога. Ведь в основе любой диеты лежит сбалансированное питание и потребление большого количества воды, так как вода помогает желудку усвоить продукты и съедать меньшее количество пищи.
Вода также – хорошее средство для похудения, так как заполняет пространство желудка и хочется меньше есть. Ведь ни одна диета не обходится без воды.
9) Дополнительная энергия. Если вода физиологически полноценна, и обладает определенной структурой и памятью, необходимым окислительно-восстановительным потенциалом, то организм получает чистую дополнительную энергию. Современные ученые советуют детям давать больше воды во время экзаменов, так как вода способна устранить усталость. За счет чего вода дает энергию? В первую очередь, именно из воды организм берет все важные макро и микроэлементы. Именно из них появляется дополнительная энергия. При поступлении воды в клетку включаются насосы, при прохождении через которые вырабатывается чистая энергия в мембранах всех клеток. Без достаточного количества воды энергетика человека падает и на смену хорошему самочувствию приходит сильная усталость.
Возможно, энергию организму также может давать информация «записанная» на молекулах воды, так как вода помнит информацию, с которой взаимодействовала.
Если информация благоприятная (играет классическая музыка рядом с водой, наговариваются молитвы или просто добрые слова), то кристаллы у воды становятся правильной формы – структура будет гармоничной. Два слова «ЛЮБОВЬ И БЛАГОДАРНОСТЬ» наиболее положительно влияют на структуру и память воды. А, если вода взаимодействовала с вирусами, бактериями, с ядами, тяжелыми металлами, то структура и память не будут гармоничными, так как любое вещество имеет свою частоту излучения и эти излучения вода запоминает и передает. К сожалению, водопроводная вода запоминает вещества, с которыми контактировала раннее, будучи еще не очищенной, а также, проходя по трубам, теряет свою структуру и часто вбирает в себя из них свинец, поливинилхлорид и другие вещества.
На этой способности воды запоминать информацию, основана и гомеопатия, имеющая уже двухсотлетний опыт. Всем нам также известно такое выражение как «порчу навели». Дело в том, что чужое плохое настроение, чья-то ругань в транспорте, ссоры в семье, все влияет на наши эмоции.
А наш организм, как известно, состоит на 60-70% из воды, это отражается и на общем состоянии всех органов. Именно поэтому говорят про порчу. Меняя свою мысленную установку и употребляя природную воду, не потерявшую свою структуру и хорошую память, мы улучшаем свое здоровье.
Японский исследователь Массару Эмото исследовал эти свойства воды. А также д-р Вольфганг Людвиг, Станислав Зенин. Разрушить структуру и стереть память можно, если воду заморозить в морозилке и держать ее там не менее трех часов. Затем можно записать другую полезную информацию. Возможно, что благодаря именно этому своему свойству вода может улучшать память.
Важно! После нагревания воды до 42С вода теряет свою структуру и превращается в обычную.
10) Тонизирует кожу, замедляет процессы старения
В юности клетки большие за счет воды и выделяют много энергии. Затем клетка уменьшается (ссыхается), а межклеточное пространство увеличивается. Если клетке постоянно не додавать воды, в следующий раз воды в организме создается чуть меньше.
Так клетка постоянно уменьшается, а организм получает меньше энергии. Одной из главных причин преждевременного старения и многих заболеваний является повышенное содержание в организме свободных радикалов, которые являются побочными продуктами процессов окисления в организме. Они отнимают электроны у клеток, и те повреждаются. Вода связывает свободные радикалы между клетками. А это замедляет процессы старения, а также предупреждает болезни, онкологию.
11) Устраняет стресс
При стрессе и тревоге выходит вода, чтобы снять напряжение с тела. Не случайно также, когда человек нервничает – ему дают выпить стакан воды, чтобы сохранить влагу в организме, немного успокоиться и добавить энергии. Все эти обычаи происходят от свойств воды, а также от механизмов распределения воды при стрессе. Древние знали об этих ее качествах.
Как известно, жизнь на Земле возникла в воде. Первые существа вышли на сушу, и им понадобилось создать в организме систему, отвечающую за сохранение и удержание воды в организме.
Сегодня у людей, подвергающихся стрессу, приходит в действие такой же механизм кризисного распределения воды, как и миллионы лет назад – строгого ее контроля: воду получают самые важные органы, либо вообще ее не получают (исследования доктора Ф. Батмангхелиджа). Так как для выполнения любой функции в организме необходима вода, то организм управляет количеством воды для того, чтобы все необходимые питательные вещества попали к самым важным органам, которые снова будут иметь дело со стрессом. Обезвоживание вызывает стресс, а стресс приводит к дальнейшему обезвоживанию, так как при стрессе происходит мобилизация всех резервов.
Доктор в процессе исследований пришел к такому выводу: что при стрессе, а также больших физических и умственных нагрузках и болезни нужно пить в два раза больше воды!!!
В жизни мы можем проверить, как при небольшом стрессе вода успокаивает организм. Например, когда вы сильно понервничали на экзамене или на выступлении, перед ответственным делом, вы можете ощутить сухость во рту.
Это уходит влага из организма, чтобы снять напряжение с тела. Если вы не выпьете воды в течение получаса-часа, то у вас заболит голова. Так как через кожу выходит вода, чтобы снять напряжение.
О других функциях воды: Также отмечались случаи, что при регулярном употреблении качественной воды рассасываются камни в почках, поджелудочной железе. Не зря ведь говорят, «вода камень точит».
Ученые нашего времени (Ф. Батмангхелиндж, Р. Моханти, Станислав Зенин) говорят, что многие болезни, такие как аллергии, ожирение, избыточное количество холестерина, снижение иммунитета, повышенное кровяное давление протекают и усугубляются на фоне нехватки воды в организме. Все зависит от того, какая область и в какой степени нуждается в воде.
Вот, например, как действует на организм нехватка воды при гипертонии. Когда в организме не хватает воды, клетки начинают втягивать в себя воду внеклеточную. И это является причиной отеков.
Потому что мозг отдает команду увеличить концентрацию соли в организме, чтобы задержать воду. Дальше – больше – увеличивается осмотическое давление, чтобы увеличить поступление воды в клетки. Это вызывает гипертонию. Когда объем жидкости в организме уменьшается, сосудам также приходится сужать отверстия, чтобы заполнить всю кровеносную систему. Иначе от крови отделяются газы и заполняют пространство. Это ведет к повышению кровяного давления и учащенной работе сердца. Сердце пытается накачать больше крови к органам, чтобы сбалансировать количество крови в суженных сосудах. Хорошее здоровье зависит от поддержания в организме баланса между двумя океанами – внутриклеточном и внеклеточном. Баланс в организме можно достигнуть употреблением качественной воды, калия и соли (натрия).
Можно верить в эти исследования, можно не верить, во всяком случае, пить воду более полезно для организма и менее затратно, чем покупать дорогие лекарства от каждой болезни.
Вода – одно из самых необходимых для живых существ вещество.
На Земле, кроме воды, больше нет ни одного вещества, находящегося в нормальных условиях в жидком, готовом для употребления виде, в большом количестве, в жидкой форме при нормальных условиях для человека и сравнительно простой доступности для организмов. Кроме того, ни одно другое жидкое вещество не может обеспечить все жизненно необходимые процессы в живом организме так, как это делает вода.
И в нашем организме воды более чем достаточно. 70% воды организма находится внутри клеток в составе клеточной протоплазмы. 30% воды во внеклеточной жидкости. Межклеточная жидкость составляет 20%, вода плазмы крови – 8%, вода лимфы — 2%. Если подсчитать, сколько у нас в организме жидкости, мы получим следующие цифры: крови – около 5л, лимфы -2,5л, слюны-1,5л, желчи-05-1,5л, желудочного сока-2,5л, кишечного сока-3л. Остальная вода находится в клетках и межклеточных интерстициальных пространствах. Кроме того, каждая ткань, кроме костной, как губка наполнена водой. Особенно мозговая.
Наш организм это система сообщающихся сосудов, по которым непрерывно движутся потоки разнообразных жидкостей, взаимодействующих друг с другом. И нам не должно быть все равно, какого качества эта вода и жидкость в нашем организме! Заказать воду «Диво»
Правила употребления воды:
- выпить натощак утром 1,5 стакана воды, чтобы почистить кишечник и перед каждой едой выпивать стакан воды
- не пить непосредственно перед едой (только через час после воды можно есть)
- после еды также пить воду только через 2,5 часа, не говоря уже о чае
- в течение дня следует выпивать около 2-х литров воды, а точнее 30 мл на 1 кг веса
- на 1л воды ¼ ч.л. морской соли (соль задерживает воду в организме, а кофе, чай, таблетки, газировка, алкоголь – выводят воду из организма)
- Доктор Агапкин советует пить воду по 2-3 глотка через каждые 20 минут в течении дня, чтобы вода всасывалась в клетки, так как когда мы пьем воду целым стаканом сразу — жидкость в основном уходит в мочу.
(телеканал Россия, программа «О самом главном»).
- если пьем кофе, чай, газированные напитки, алкоголь, таблетки – еще дополнительно стакан воды
- пить больше воды при физических и умственных нагрузках, при болезни!
- заменить воду не может ничто. Но, если у вас под рукой нет воды, то лучше всего пить свежевыжатые соки, плодово-ягодные и травяные чаи без кофеина, молоко. Только, самой собой, если вы уверены в качестве продукта.
(телеканал Россия, программа «О самом главном»).
Вода «Диво» – физиологически полноценная вода для организма высшей категории качества.
Отзывы наших покупателей о воде Диво
Автор: Мария Крупанова
1.1 ВОДА И ЕЕ СОСТАВ
Перейти к основному содержанию
Путь к странице
Вода , вещество, состоящее из
элементы водород и кислород и существующие в газообразном, жидком и твердом состояниях. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного кислорода
атом.
Один атом кислорода содержит шесть электронов на внешней оболочке, что может
содержат в общей сложности восемь электронов. Когда два атома водорода связаны с кислородом
атома, внешняя электронная оболочка кислорода заполнена.
(а) Что такое вода из?
Размер
Капля воды может показаться очень маленькой, но с точки зрения масштабов научных
измерение, оно относительно велико. Вода состоит из молекул, так что теперь
рассмотрите каплю воды поближе, чтобы увидеть, из каких молекул воды состоят
из. Сферы, показанные на рисунке 1.1, имеют размер около 10 −10 м.
и называются атомов .
Один из способов визуализировать размер
атома внутри капли воды — это представить себе каплю, увеличенную до размера
Земля; атом был бы размером примерно с теннисный мяч. Рисунок 1.1
иллюстрирует важный аспект воды; каждая молекула воды состоит из двух
типы атомов: атомы водорода (показаны маленькими белыми сферами) и атомы кислорода
(показаны большими красными сферами).
Атомы являются основными строительными блоками все материалы , будь то
материал натуральный, например камни, растения и животные, или синтетический, например
как пластик.
Рисунок 1.1 Отдельные атомы в воде
Источник: https://www.open.edu/openlearn/nature-environment/the-environment/environmental-studies/water-life/content-section-0?active -tab=content-tab
(б) Что такое соединения?
Начало рисункаХотя элементов более 100, в мире существуют миллионы различных веществ.
Пусть список в кухня: вода, сахар, соль, уксус и двууглекислая сода. Вещества в этот конкретный список не является элементом. Кто они такие? Это вещества в какие атомы разных элементов соединены вместе. Правильный химический термин для любого такого вещества химическое соединение или просто соединение .
Ан
Важной особенностью соединений является то, что они сильно отличаются от
элементы, из которых они сделаны.
Например, вода состоит из водорода и
кислород, которые оба являются бесцветными газами, тогда как вода — это влажная жидкость, которую вы
напиток, который составляет 65% вашего тела. Таким образом, важно понимать, что
молекула воды сильно отличается от двух типов атомов, из которых она состоит.
сформировался. Вода — это не просто смесь водорода и кислорода; он содержит атомы водорода и кислорода, связанные вместе
упорядоченным образом.
Конец
SAQСледующий по распространенности элемент в организме человека после водорода и
кислород, это углерод. Это образует большинство соединений, из которых растения и животные
сделаны. Одним из очень важных соединений, обнаруженных в растениях и животных, являются белки .
Часть белковой молекулы показана на рис. 1.2. Эта очень большая молекула
состоит из только четыре разных типа атома; сложный способ, которым
атомы соединяются.
Рисунок 1.2 Часть структуры молекулы белок. Он состоит из четырех различных типов атомов
Источник: https://www.
open.edu/openlearn/nature-environment/the-environment/environmental-studies/water-life/content-section-0?active-tab =content-tab
Последнее изменение: пятница, 3 июля 2020 г., 10:21
Печать
стр.Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими часто задаваемыми вопросами, которые могут оказать вам необходимую поддержку.
Есть вопрос?
Если вас что-то беспокоит на этом сайте, пожалуйста, свяжитесь с нами здесь.
Сообщить о проблеме
Структура и свойства воды | Введение в химию |
Цель обучения
- Описать структуру и свойства воды.
Ключевые моменты
- Вода является жидкостью при стандартной температуре и давлении (25 градусов Цельсия и 1 атм для жидкостей).
- Вода без вкуса и запаха.
- Вода прозрачна в видимой части электромагнитного спектра.
- Вода может выступать как в роли кислоты, так и в качестве основания.
- Вода — универсальный растворитель, растворяющий многие вещества, встречающиеся в природе.
Термины
- фазовая диаграммаГрафик, показывающий фазовое состояние образца вещества при различных условиях температуры и давления.
- равновесиеСостояние реакции, при котором скорости прямой и обратной реакции равны.
- диполь Любая молекула или радикал, который имеет делокализованные положительные и отрицательные заряды.
- амфотерная молекула, которая может действовать как кислота или основание в зависимости от химического окружения. Например, вода (H 2 O) амфотерна.
Свойства воды
Вода является самым распространенным соединением на поверхности Земли. В природе вода существует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Он находится в динамическом равновесии между жидким и газообразным состояниями при температуре 0 градусов Цельсия и давлении 1 атм.
При комнатной температуре (приблизительно 25 градусов Цельсия) это жидкость без вкуса, запаха и цвета. В воде растворяются многие вещества, и ее принято называть универсальным растворителем.
Свойства воды Таблица некоторых химических и физических свойств воды.
Фазы воды
Подобно многим другим веществам, вода может принимать различные формы. Ее жидкая фаза, наиболее распространенная фаза воды на Земле, представляет собой форму, которую обычно подразумевают под словом «вода».
Твердая фаза (лед)
Твердая фаза воды известна как лед и обычно имеет структуру твердых амальгамированных кристаллов, таких как кубики льда, или свободно скопившихся зернистых кристаллов, таких как снег. В отличие от большинства других веществ, твердая форма воды (лед) равна менее плотный, чем его жидкая форма, из-за характера его гексагональной упаковки внутри его кристаллической структуры. Эта решетка содержит больше места, чем когда молекулы находятся в жидком состоянии.
Гексагональная структура льда Как природное кристаллическое неорганическое твердое вещество с упорядоченной структурой лед считается минералом. Он обладает правильной кристаллической структурой, основанной на молекулярной структуре воды, которая состоит из одного атома кислорода, ковалентно связанного с двумя атомами водорода: Н-О-Н.
Тот факт, что плотность льда меньше, чем у жидкой воды, имеет важное следствие, что лед плавает.
Плотность льда и воды в зависимости от температуры Твердая форма большинства веществ более плотная, чем жидкая фаза; поэтому блок данного твердого вещества обычно тонет в соответствующей жидкости. Однако глыба льда плавает в жидкой воде, потому что лед менее плотный, чем жидкая вода. На вставке более подробно показана кривая в диапазоне 0-10 градусов Цельсия. Жидкая вода имеет наибольшую плотность при температуре 4 градуса по Цельсию.
Жидкая фаза (вода)
Вода в основном является жидкостью при стандартных условиях (25 градусов Цельсия и давление 1 атм).
Эту характеристику нельзя было предсказать по его связи с другими газообразными гидридами семейства кислорода в периодической таблице, такими как сероводород. Элементы, окружающие кислород в периодической таблице — азот, фтор, фосфор, сера и хлор — все в сочетании с водородом образуют газы при стандартных условиях. Вода образует жидкость, а не газ, потому что кислород более электроотрицательный, чем окружающие элементы, за исключением фтора. Кислород притягивает электроны гораздо сильнее, чем водород, что приводит к частичному положительному заряду атомов водорода и частичному отрицательному заряду атома кислорода. Наличие такого заряда на каждом из этих атомов придает молекуле воды результирующий дипольный момент.
Электрическое притяжение между молекулами воды, вызванное этим диполем, сближает отдельные молекулы, затрудняя разделение молекул и, следовательно, повышая температуру кипения. Этот тип притяжения известен как водородная связь. Молекулы воды постоянно движутся относительно друг друга, а водородные связи постоянно разрываются и восстанавливаются с интервалами короче 200 фемтосекунд (200 x 10 -15 секунд).
Расположение молекул воды в жидкой фазе Молекулы воды выстраиваются в соответствии с их полярностью, образуя водородные связи (обозначаются цифрой «1»).
Многие физические и химические свойства воды (включая ее способность растворять) частично связаны с кислотно-щелочными реакциями, частью которых она может быть. Воду можно описать как амфотерную молекулу, что означает, что она может реагировать как с кислотой Бренстеда-Лоури, так и с основанием. Это можно показать на примере реакции между двумя молекулами воды, в результате которой образуется ион гидроксония (H 9- (водн.)h3O(ж)+h3O(ж)⇌h4O+(водн.)+OH−(водн.)
Газовая фаза (водяной пар)
Газообразная фаза воды известна как водяной пар (или пар) и характеризуется прозрачным облаком. Вода также существует в редком четвертом состоянии, называемом сверхкритическим флюидом, которое встречается только в крайне непригодных для жизни условиях. Когда вода достигает определенной критической температуры и определенного критического давления (647 К и 22,064 МПа), жидкая и газовая фазы сливаются в одну гомогенную флюидную фазу, обладающую свойствами газа и жидкости.
Фазовая диаграмма воды
Вода замерзает, образуя лед, лед тает, образуя жидкую воду, и вода, и лед могут переходить в состояние пара. Фазовые диаграммы помогают описать, как вода меняет свое состояние в зависимости от давления и температуры.
Фазовая диаграмма воды Три фазы воды – жидкая, твердая и парообразная – показаны в пространстве температура-давление.
Обратите внимание на следующие ключевые точки на фазовой диаграмме:
- Критическая точка (КТ), выше которой существуют только сверхкритические флюиды.
- Тройная точка (ТР), четко определенная координата пересечения кривых, в которой три состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное) существуют в равновесии друг с другом.
- Четко определенные границы между твердым телом и жидкостью, твердым телом и газом, жидкостью и газом. При фазовом переходе между двумя фазами (т. е. вдоль этих границ) фазы находятся в равновесии друг с другом.
Полярность воды
Полярная природа воды является особенно важной особенностью, которая способствует уникальности этого вещества. Молекула воды образует угол с атомом кислорода в вершине и атомами водорода на концах. Поскольку кислород имеет более высокую электроотрицательность, чем водород, сторона молекулы с атомом кислорода имеет частичный отрицательный заряд. Объект с такой разницей зарядов называется диполем (что означает «два полюса»). Кислородный конец частично отрицательный, а водородный конец частично положительный; из-за этого направление дипольного момента указывает от кислорода к центральному положению между двумя атомами водорода. Эта разница зарядов заставляет молекулы воды притягиваться друг к другу (относительно положительные области притягиваются к относительно отрицательным областям), а также к другим полярным молекулам. Это притяжение способствует образованию водородных связей и объясняет многие свойства воды (в том числе ее способность действовать как растворитель для многих веществ).
Полярность молекулы воды Из-за разницы в электроотрицательности атомов водорода (H) и кислорода (O) и изогнутой формы молекулы H 2 O существует результирующий дипольный момент. На рисунке показаны парциальные заряды, которыми обладают атомы.
Молекула воды может образовать максимум четыре водородные связи, приняв два атома водорода и отдав два атома водорода. Хотя водородная связь представляет собой относительно слабое притяжение по сравнению с ковалентными связями внутри самой молекулы воды (внутримолекулярные связи), она отвечает за ряд физических свойств воды. Одним из таких свойств является относительно высокая температура плавления и кипения; требуется больше энергии, чтобы разорвать водородные связи между молекулами, чтобы перейти в фазу с более высокой энергией.
Show Sources
Безграничный поиск и выбор высококачественного контента с открытой лицензией со всего Интернета. Данный конкретный ресурс использовал следующие источники:
«Безграничный».
http://www.boundless.com/ Безграничное обучение
CC BY-SA 3.0.
«диполь».
http://en.wiktionary.org/wiki/dipole
Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
«фазовая диаграмма».
http://en.wiktionary.org/wiki/phase_diagram
Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
«равновесие».
http://en.wiktionary.org/wiki/равновесие
Викисловарь
CC BY-SA 3.0.
«Вода».
http://en.wikipedia.org/wiki/Вода
Википедия
CC BY-SA 3.0.
«Свойства воды».
http://en.wikipedia.org/wiki/Properties_of_water
Википедия
CC BY-SA 3.0.
«Лед».
http://en.
wikipedia.org/wiki/Ice
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.
«Водяной пар».
http://en.wikipedia.org/wiki/Water_vapor
Wikipedia
CC BY-SA 3.0.
«Диаграмма состояния воды».
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Water_phase_diagram.svg
Wikipedia
CC BY-SA.
«209 полярных ковалентных связей в молекуле воды».
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:209_Polar_Covalent_Bonds_in_a_Water_Molecule.jpg
Wikimedia Commons
CC BY 3.0.
«Лед».
http://en.wikipedia.org/wiki/Ice%23Phases
Википедия
GNU FDL.
Лицензии и атрибуты
Лицензионный контент CC, ранее опубликованный
- Boundless Chemistry. Предоставлено : Безграничное обучение.
