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.

ДЖОТТО ДИ БОНДОНЕ (Giotto di Bondone) (1266 или 1267-1337) , итальянский живописец. Представитель Проторенессанса. Порвав со средневековыми канонами, внес в религиозные сцены земное начало, изображая евангельские легенды с небывалой жизненной убедительностью. Фрески капеллы дель Арена в Падуе (1305-1308) и церкви Санта-Кроче во Флоренции (ок. 1320-25) поражают внутренней силой и величием образов, тектоничностью композиции. Автор проекта колокольни собора во Флоренции.

ЗЕМЦОВ Михаил Григорьевич (1688-1743) , российский архитектор. Представитель раннего барокко. Участвовал в создании Летнего сада в Санкт-Петербурге, дворцовых комплексов в Петродворце и в Таллинне (Кадриорг).

ВЕНГЕРОВ Семен Афанасьевич (1855-1920) , российский историк литературы, библиограф. Труды о К. С. Аксакове, В. Г. Белинском, И. А. Гончарове, Н. В. Гоголе. Составитель многотомных био- и библиографических словарей по русской литературе.