Зміст
Введення
1. Будова молекул води
2. Структура води в трьох їїагрегатних станах
3. Різновиди води
4. Аномальні властивості води
5. Фазові перетворення тадіаграма стану води
6. Моделі структури води ільоду
7. Агрегатні види льоду
Висновок
Список літератури
Введення
Вода ценайважливіше речовина на Землі без якого не може існувати жоден живийорганізм і не можуть протікати ні які біологічні, хімічні реакції, ітехнологічні процеси.
Води (оксидводню) - це рідина без запаху, смаку і кольору(В товстих шарах блакитнувата); Н 2 О, мовляв. м.18,016, найпростіше стійке соед. водню з киснем.
Водає одним з найпоширеніших у природі речовин. Вона покриває близько3/4 всеї земної поверхні, складаючи основу океанів, морів, озер, річок,фунтових вод і боліт. Велика кількість води знаходиться також в атмосфері.Рослини і живі організми містять в своєму складі 50-96% води.
Молекуливоди знайдені в міжзоряному просторі. Вода входить до складу комет,більшості планет сонячної системи і їх супутників. Кількість води на пов-стіЗемлі оцінюється в 1,39 * 10 18 т, більша частина її міститься в моряхі океанах. Кількість доступних для використання прісних вод в річках, озерах,болотах і водосховищах становить 2 * 10 4 т. Маса льодовиківАнтарктики, Антарктиди і високогірних районів 2,4 * 10 16 т (загальна маса розподілених по поверхні Землі снігу і льодудосягає приблизно 2,5-3,0 пѓ— 10 16 т, що складає всього лише0,0004% маси всієї нашої планети. Однак, такої кількості достатньо, щобпокрити всю поверхню Земної кулі 53 метровим шаром, а якби вся ця масараптом розтанула, перетворившись на воду, то рівень Світового Океану піднявся б попорівнянні з нинішнім приблизно на 64 метри.), приблизностільки ж мається підземних вод, причому тільки невелика їх частина - прісні. Ватмосфері знаходиться ок. 1,3 * 10 13 т води. Вода входить до складу багатьохмінералів і гірських порід (глина, гіпс та ін), присутня в грунті, єобов'язковим компонентом всіх живих організмів.
Щільність H 2 O= 1 г/см3 (при 3,98 градусах), t пл . = 0 градусів, а t кип = 100 градусів. Теплоємність води становить 4,18 Дж/(г/К) Mr (H 2 O)= 18 і відповідає її простій формулі. Проте молекулярна маса рідкої води,визначувана шляхом вивчення її розчинів в інших розчинниках виявляєтьсябільше, високою. Це свідчить про те, що в рідкій воді відбуваєтьсяасоціація молекул, тобто з'єднання їх в складніші агрегати. Вода - цеєдина речовина в природі, яке в земних умовах існує у всіхтрьох агрегатних станах: Багатоводи знаходиться в газоподібному стані у вигляді пари в атмосфері; у виглядівеличезних мас снігу і льоду лежить вона круглий рік на вершинах високих гір і вполярних країнах. У надрах землі також знаходиться вода, що просочує грунт ігірські породи
Від водизалежить клімат. Геофізики стверджують, що Земля давно б охолола і перетвориласяв неживий шматок каменю, якби не вода. У неї дуже велика теплоємність.Нагріваючись, вона поглинає тепло; остигаючи, віддає його. Земна вода і поглинає,і повертає дуже багато тепла і тим самим "вирівнює" клімат. А відкосмічного холоду охороняє Землю ті молекули води, які розсіяні ватмосфері - в хмарах і у вигляді парів ... без води обійтися не можна - це самеважлива речовина на Землі.
Вода -речовина звичне і незвичайне. Відомий радянський вчений
академік І.В. Петрянов свою науково-популярну книгу про воду назвав "саменезвичайна речовина в світі ". А "цікава фізіологія",написана доктором біологічних наук Б. Ф. Сергєєвим, починається з глави проводу - "Речовина, яка створила нашу планету".
1. Будова молекули води
З усіхпоширених рідин вода - найбільш універсальний розчинник, рідиназ максимальними величинами поверхневого натягу, діелектричноїпостійною, теплоти пароутворення і найвищою (після аміаку) теплотоюплавлення. На відміну від більшості речовин вода, замерзаючи при низькому тиску,розширюється.
Ціспецифічні властивості води пов'язані з особливою будовою її молекули. Хімічнаформула води Н 2 0 оманливе проста. У молекулі води ядра атомівводню розташовані несиметрично по відношенню до ядра атома кисню іелектронам. Якщо атом кисню знаходиться в центрі тетраедра, центри мас двохатомів водню будуть в кутах тетраедра, а центри зарядів двох пар електронівзаймуть два інших кута (рис.1.1). Таким чином, чотири електрони розташовуютьсяна можливо найбільшій відстані як від ядра атома кисню, так і від ядератомів водню, при якому вони ще притягуються ядром атома кисню.Інші шість електронів молекули води розташовані так: чотири електроназнаходяться в положенні, що забезпечує хімічний зв'язок між ядрами атомівкисню і водню, а два інших розташовані поблизу ядра атома кисню.
Асиметричнерозташування атомів молекули води обумовлює нерівномірний розподілелектричних зарядів в ній, що робить молекулу води полярної. Така будовамолекули води обумовлює тяжіння молекул води один до одного в результатіутворення між ними водневих зв'язків. Розташування атомів водню і кисню,всередині утворилися агрегатів молекул води схоже з розстановкою атомівкремнію і кисню в кварці. Це відноситься до льоду і в меншій мірі до рідкоїводі, агрегати молекул якої завжди перебувають у стадії перерозподілу. Приохолодженні води її молекули групуються в агрегати, які поступовозбільшуються і стають все більш стійкими в міру наближення дотемпературі 4 В° С, коли вода досягає максимальної щільності. При ційтемпературі вода ще не має жорсткої структури і поряд з довгими ланцюжкамиїї молекул існує велика кількість окремих молекул води. При подальшомуохолодженні ланцюжки молекул води ростуть за рахунок приєднання до них вільнихмолекул, внаслідок чого щільність води зменшується. Коли вода перетвориться налід, всі її молекули входять в більш або менш жорстку структуру у виглядінезамкнутих ланцюжків, що утворюють кристали.
Рис.1.1Будова молекули води
Взаємнепроникнення атомів водню і кисню. Ядра двох атомів водню і дві париелектронів знаходяться в кутах тетраедра: у центрі розміщено ядро ​​атомакисню.
Високівеличини поверхневого натягу та теплоти пароутворення води пояснюютьсятим, що для відокремлення молекули води від групи молекул потрібно відносновелика витрата енергії. Прагнення молекул води встановлювати водневі зв'язкиі їх полярність пояснюють незвично високу розчиняють здатність води.Деякі сполуки, такі, як цукру і спирти, утримуються в розчинізавдяки водневим зв'язкам. Сполуки, що володіють високим ступенем іонізаціївведенні, наприклад хлористий натрій, утримуються в розчині внаслідок того, щоіони з протилежними зарядами нейтралізуються групами орієнтованихмолекул води.
Іншаособливість молекули води полягає в тому, що як атоми водню, так і атомикисню можуть мати різні маси при однаковому заряді ядра. Різновидихімічного елемента з різними атомними вагами називаються ізотопами цьогоелемента. Молекула води зазвичай утворюється воднем з атомною вагою 1 (Н 1 )і киснем з атомною вагою 16 (О 16 ). Більше 99% атомів водиставиться до цих ізотопів. Крім того, існують наступні ізотопи: Н 2 ,H 3 , Про 14 , Про 15 , Про 17 Про 18 , Про 19 .Багато хто з них скупчуються у воді в результаті її часткового випаровування івнаслідок своєї великої маси. Ізотопи Н 3 , Про 14 , Про 15 ,Про 19 радіоактивні. Найбільш поширений з них тритій Н 3 ,утворюється у верхніх шарах атмосфери під впливом космічних променів. Цейізотоп накопичився також в результаті ядерних вибухів за останні кілька років.На підставі цих та інших фактів щодо ізотопів шляхом аналізу ізотопногоскладу води м...
