Свойства воды
 
 
      Из химических свойств воды особенно важны способность её молекул
дисоциировать (распадаться) на ионы и способность воды растворять вещества
разной химической природы. Роль воды, как главного и универсального
растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул (смещением
центров положительных и отрицательных зарядов) и, как следствие, её
чрезвычайно высокий диэлектрической проницаемостью. Разноименные
электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде
в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе. Силы взаимного притяжения
между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее, чем на
воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разобщить молекулы. Оттого
и происходит растворение, в том числе многих трудно растворимых веществ:
капля камень точит…
      Диссоциация (распадение) молекул воды на ионы H2О     H++OH-, или 2H2О
   H3O (ион гидроксия) +ОН в обычных условиях крайне незначительна;
диссоциирует в среднем одна молекула из 500000000. При этом надо иметь в
виду, что первое из приведённых уравнений сугубо условное: не может
существовать в водной среде лишённый электронной    оболочки протон Н. Он
сразу соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксия Н3О. Считают
даже, что ассоцианты водных молекул в действительности распадаются на
значительно более тяжёлые ионы, такие, например, как 8Н2О      HgO4+H7O4, а
реакция H2О     H++OH- - лишь сильно упрощенная схема реального процесса.
      Реакционная способность воды сравнительно невелика. Правда, некоторые
активные металлы способны вытеснять из неё водород: 2Na+2H2O    2NaOH+H2
 , а в атмосфере свободного фтора вода может гореть: 2F2+2H2O     4HF+O2.
Из подобных же молекулярных ассоциатов соединений молекул состоят и
кристаллы обычного льда. "Упаковка" атомов в таком кристалле не ионная, и
лёд плохо проводит тепло. Плотность жидкой воды пи температуре близкой к
нулю, больше чем у льда. При 0 градусов 1гр льда занимает объём 1,0905 см3,
а 1гр жидкой воды – 1,0001 см3. И лёд плавает, оттого и не промерзают
насквозь водоёмы, а лишь покрываются ледяным покровом. В этом проявляется
ещё одна аномалия воды: после плавления она сначала сжимается, а уж потом,
на рубеже 4 градусов, при дальнейшем процессе начинает расширятся. При
высоких давлениях обычный лёд можно превратить в так называемый лёд – 1,
лёд – 2, лёд – 3, и т. д. – более тяжёлые и плотные кристаллические формы
этого вещества. Самый твёрдый, плотный и тугоплавкий пока лёд – 7 –
полученный при давлении 3 кило Па. Он плавится при 190 градусах.
 
 
 
 
 

Многоликая вода

 

Кристаллы льда из-за водородных связей похожи по структуре на… алмаз. Если принять во внимание, что «родные» два атома водорода каждой молекулы в свою очередь соединены теми же водородными связями ещё с двумя атомами кислорода, то станет ясно: вокруг каждого кислорода молекулы воды образуется тетраэдр из четырёх атомов водорода. При низких температурах эти тетраэдры составляют кристаллическую основу льда.

Каркас водородных связей удерживает молекулы воды в структуре льда на несколько большем расстоянии друг от друга, чем в жидкой воде.

В результате – одно отклонение от общепринятого поведения: если при понижении температуры плотность большинства веществ обычно возрастает, то здесь картина другая – плотность льда составляет 0,92 г/см³ в то время как плотность воды при 4ºС равна 1,0 г/см³.

Твёрдое тело – лёд становится легче жидкости того же химического состава!

Это свойство, ставшее понятным только после того, как удалось выяснить особенности химической связи в молекулах воды, оказалось необычайно важным для жизни Природы.

Тепло, подводимое к воде, с большим трудом разрушает сетку водородных связей.

Даже в составе водяных паров обнаруживаются следы алмазоподобной структуры льда – молекулы воды, ещё соединённые попарно!

Недаром вода и аммиак, в которых молекулы образуют прочный незримый каркас водородных связей, относятся наиболее теплоёмким веществам на Земле.

 

 

 

От расположения атомов и молекул внутри веществ зависят их свойства. В кристаллах (слева вверх) сохраняются строгий порядок построения атомов. В аморфных телах, например стёклах (справа вверху), атомы связаны друг с другом, но чувствуют себя свободно. В жидкостях, таких, как эфиры, отдельные близкие скопления частц сочетаются между собой весьма случайным образом (слева внизу).в смеси газов – воздухе молекулы и атомы двигаются почти независимо друг от друга, расстояния меж ними велики.

 

 

                                                         (Смотреть рисунок)