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.

ВИППЕР Роберт Юрьевич (1859-1954) , российский историк, академик АН СССР (1943). Труды по истории от античности до современности. Автор учебников по истории для средней и высшей школы.

СМОЛЕНСКАЯ ОБЛАСТЬ , в Российской Федерации. 49,8 тыс. км2. Население 1165,2 тыс. человек (1993), городское 69%. 15 городов, 16 поселков городского типа (1993). Центр - Смоленск. Поверхность - холмистая равнина. Средние температуры января ?9 °С, июля 17 °С. Осадков ок. 600 мм в год. Главная река - Днепр. Добыча угля и торфа. Машиностроение и металлообработка (приборы, средства вычислительной техники, электролампы, холодильники, оборудование для легкой промышленности и др.), химическая (азотные удобрения, пластмассы), легкая (льняные ткани, трикотаж и др.), пищевая промышленность. Дорогобужская ГРЭС; Смоленские ГРЭС и АЭС. Посевы пшеницы, ржи, овса, ячменя, льна-долгунца. Выращивают картофель, овощи. Молочно-мясное скотоводство, свиноводство, коневодство.

ЩУРОВСКИЙ Григорий Ефимович (1803-84) , российский геолог, профессор Московского университета (с 1835), первым читал курс геологии и минералогии. Один из основателей и первый президент (с 1863) Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии.