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.

САН-ХУАН (San Juan) , город, столица и главный порт Пуэрто-Рико. 427 тыс. жителей, с пригородами св. 1 млн. человек (1989). Международный аэропорт. Пищевкусовая, текстильная, химическая, нефтеперерабатывающая промышленность. Университеты. Основан испанцами в 1508 под названием Капарра, в 1521 перенесен на другое место и назван Пуэрто-Рико; со временем это название перешло к острову, а город получил название Сан-Хуан. Укрепления, здания 16-18 вв.

АМАЛЬДИ (Amaldi) Уго (1875-1957) , итальянский математик и механик. Основные исследования относятся к теории групп и механике. Внес вклад в теорию непрерывных групп преобразований и геометрию внешней баллистики. Президент Итальянского математического общества (1941-43).

ЗАРУДНЫЙ Сергей Иванович (1821-87) , российский ученый-юрист, специалист по гражданскому праву и процессу, сенатор (с 1869). Участник подготовки крестьянской (1861) и судебных (1864) реформ. Переводил на русский язык Данте и Ч. Беккариа.