Гідросфера

стану.

Молекули води, маючи значний дипольний момент, можуть взаємодіяти одна з одною, утворюючи так звані водневі зв’язки. Однак у фазі пари вода в основному одномолекулярна: атоми водню і кисню зв’язані ковалентно. У рідкому і твердому станах кожна молекула утворює чотири водневі зв’язки, з яких два — як донор протонів (Н+1) і два — як акцептор протонів. Усі чотири водневі зв’язки молекули води спрямовано (рис. 7) приблизно до вершин правильного тетраедра (або перехресних кутів протилежних граней куба).  

Рис. 7. Структурна схема міжатомного зв’язку кисню і водню води

Таблиця 2

ПАРАМЕТРИ ВОДИ (ХІМІЧНО ЧИСТОЇ)

Назва

Позначення і одиниці

Розмір

Температура кипіння

Ткип,

373 (100)

Температура плавлення

Тпл,

273 (0)

Температура критична

Tкрит,

647 (374)

Тиск критичний

Ркрит, МРа (атм)

22,06 (220)

Густина критична

dкрит. kg/m3

322

Ентальпія плавлення

ΔНпл. kJ/mol3

6

Ентальпія сублімації льоду

за 273 К

ΔНcубл. kJ/mol

51

Ентальпія випаровування

ΔНвип

KJ/mol

 

за 273 … 293 К

 

44,63

за 373 К

 

40,66

Густина льоду (тверда фаза)

ρтв. kg/m3

917

Густина води (рідина)

за 293 К (20°С)

ρрід. kg/m3

998

Густина max 281 К (4°С)

— " —

1000

Густина пари

за 393 К (20°С)

ρпар. kg/m3

1,12

Теплоємність води

за 293 К (20°С)

 

75,34

Вода (пара)

за 373 К (100°С)

— " —

36,64

Теплопровідність льоду

за 273 К (°С)

MW / (m · K)

2,346

Рідини за 293 К (°С)

— " —

598

Електроопір:

за 293 К (20°С)

ρ, Ω · m

18,9 · 10–6

Отже, структура льоду — це тривимірна сітка, подібна до структури алмазу. Збільшення густини за плавлення льоду і нагрівання води до + 4°С пояснюють зменшенням стабільності структури водневих зв’язків і їхнім викривленням. Отже, зі зменшенням між­атомної відстані Н—О—Н густина збільшується, але дальший нагрів послаблює міжатомні зв’язки, що знижує густину.

Однак такого популярного уявлення про міжатомні й міжмолекулярні зв’язки у воді замало для наукового пояснення унікального комплексу її властивостей (табл. 2).

Зі шкільного курсу хімії нам відомо, що вода в процесі електролізу розкладається на водень і кисень. Це пояснюється дисоціацією частини іонів води з утворенням протилежно заряджених іонів: Н2О → Н+1 + ОН–1. Звернімо увагу, що іон Н+1 являє собою протон.

То

1 2 3 4 5 6 7