ChemStudy

Рис 3. Элементы структуры жидкой воды.

а - элементарный водный тетраэдр (светлые кружки - атомы кислорода, черные половинки - возможные положения протонов на водородной связи);

б - зеркальносимметричное расположение тетраэдров;

в - центральносимметричное расположение; г - расположение кислородных центров в структуре обычного льда.

Жидкая вода характеризуется значительными силами межмолекулярного взаимодействия за счет водородных связей, которые образуют пространственную сетку. Водородная связь обусловлена способностью атома водорода, соединенного с электроотрицательным элементом, образовывать дополнительную связь с электроотрицательным атомом другой молекулы. Водородная связь относительно прочна и составляет несколько килоджоулей на моль. По прочности она занимает промежуточное место между энергией Ван-дер-Ваальса и энергией типично ионной связи.

В молекуле воды энергия химической связи H-O составляет 456 кДж/моль, а энергия водородной связи H…O 21 кДж/моль.

Рис 4. Схема водородной связи между молекулами воды

Свойства воды

Обратимся к общей характеристике свойств воды, делающих ее самым удивительным веществом на Земле.

И первое, самое поразительное, свойство воды заключается в том, что вода принадлежит к единственному веществу на нашей планете, которое в обычных условиях температуры и давления может находиться в трех фазах, или трех агрегатных состояниях: в твердом (лед), жидком и газообразном (невидимый глазу пар).

Как хорошо известно, вода принята за образец меры – эталон для всех других веществ. Казалось бы, за эталон для физических констант следовало бы выбрать такое вещество, которое ведет себя самым нормальным, обычным образом. А получилось как раз наоборот.

Вода – самое аномальное вещество в природе.

Прежде всего, вода обладает исключительно высокой теплоемкостью по сравнению с другими жидкими и твердыми телами. Если теплоемкость воды принята за единицу, то, например, для спирта и глицерина она составит только 0,3; для песка каменной соли – 0,2; для ртути и платины – 0,03; для дерева (дуб, ель, сосна) – 0,6; для железа – 0,1 и т.д.

Таким образом, вода в озере при одинаковой температуре воздуха и одинаковом получаемом ею солнечном тепле нагреется в 5 раз меньше, чем сухая песчаная почва вокруг озера, но во столько же раз вода будет больше сохранять полученное тепло, чем почва.

ЧАСЫ , прибор для отсчета времени. В часах используются постоянные периодические процессы: вращение Земли (солнечные часы), колебания маятника (механические и электромагнитные часы), камертона (камертонные часы), пластинки кварца (кварцевые часы), переход атомов из одного энергетического состояния в другое (квантовые часы). Измерение времени часами сводится к измерению числа периодов используемого процесса (напр., качания маятника). Часы условно подразделяют на бытовые (наручные, карманные, настольные, настенные и др.) и специальные (напр., секундомеры, хронометры). Первыми часами были солнечные; во 2-м тыс. до н. э. появились водяные часы; первые упоминания о механических часах относятся к кон. 6 в.; современные механические часы созданы Х. Гюйгенсом в 1657; в 70-х гг. 20 в. получили распространение электронные кварцевые часы с цифровой индикацией, напр. на жидких кристаллах.

АВСЮК Григорий Александрович (1906-88) , российский физико-географ, академик АН СССР (1984). Труды по исследованию температурного режима ледников. Руководитель (с 1956) советских гляциологических исследований по международным программам.

АППАЛАЧИ (Appalachian Mountains) , горная система на востоке Сев. Америки, в США и Канаде. Длина 2600 км. Сев. Аппалачи (к северу от рр. Мохок и Гудзон) - волнистое плоскогорье с отдельными массивами высотой до 1916 м (г. Вашингтон); следы древнего оледенения. Юж. Аппалачи в осевой зоне состоят из параллельных хребтов и массивов, разделенных широкими долинами; к осевой зоне прилегают с востока плато Пидмонт, с запада - Аппалачское плато. Высота до 2037 м (г. Митчелл). Месторождения каменного угля, нефти и газа, железных руд, титана. Широколиственные, хвойные и смешанные леса.