ChemStudy

Еще более удивительное и не менее неожиданное свойство воды – это изменение ее плотности в зависимости от изменения температуры. Все вещества (кроме висмута) по мере повышения температуры увеличивают свой объем и уменьшают плотность. На интервале от +4° С и выше вода увеличивает свой объем и уменьшает плотность, как и другие вещества, но начиная с +4° С и ниже, вплоть до точки замерзания воды, плотность ее вновь начинает падать, а объем расширяться, и в момент замерзания происходит скачок, объем воды расширяется на 1/11 от объема жидкой воды.

Исключительное значение такой аномалии всем достаточно понятно. Если бы этой аномалии не было, лед не смог бы плавать, водоемы промерзали бы зимой до дна, что было бы катастрофой для всего живущего в воде. Впрочем, это свойство воды не всегда приятно для человека – замерзание воды в водопроводных трубах приводит к их разрыву.

Существует много других аномалий воды, например, температурный коэффициент расширения воды на интервале от 0 до 45° С увеличивается с ростом давления, а у других тел обычно наоборот. Аномальны также теплопроводность, зависимость диэлектрической проницаемости от давления, коэффициент самодиффузии и многие другие свойства.

Возникает вопрос, чем же объяснить эти аномалии?

Путь к объяснению, возможно, лежит в выявлении особенностей структур, образуемых молекулами воды при различных агрегатных (фазовых) состояниях, связанных с температурами, давлениями и другими условиями, в которых находится вода. К сожалению, единство во взглядах на этот вопрос отсутствует. Большая часть современных исследователей придерживается мнения о двухструктурной модели воды, согласно которой вода представляет собой смесь:

1) рыхлой льдоподобной и

2) плотно упакованной структур.

Кристаллы льда относятся к гексагональной сингонии, т. е. они имеют форму шестигранных призм (гексагонов). В структуре льда каждая молекула воды окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, находящимися от нее на одинаковом расстоянии. Таким образом, каждая молекула воды обладает координационным числом.

Молекулы воды располагаются так, что они соприкасаются разноименными полюсами (заряженными положительно и отрицательно). В структуре льда типа тридимита расстояние между молекулами 4,5 А, а в структуре типа кварца – 4,2 А. В первом случае это вода тающего льда с температурой около 0° С. Во втором случае более плотная упаковка молекул воды предполагается при температуре около +4° С.

Таинственное расширение воды примерно на 10% при замерзании объясняется быстрой сменой плотно упакованной структуры на ажурную, рыхлую. В структуре льда из-за низкого координационного числа много пустот, которые даже больше самих молекул воды. Каждая пустота ограничена 6-ю молекулами воды, и в то же время вокруг каждой молекулы воды в структуре льда имеется 6 центров пустот.

ЮЗОВКА , название г. Донецк на Украине до 1924.

КАЛИФОРНИЙ (лат . Californium), Cf, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 98, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 251Cf (период полураспада 900 лет). tпл 900 °С. Назван по месту открытия (шт. Калифорния, США). Получен искусственно. Источник нейтронов в активационном анализе, медицине.

ХАБАРОВСКИЙ КРАЙ , в Российской Федерации. 824,6 тыс. км2. Население 1840 тыс. человек (1993), городское 79%. 9 городов и 43 поселка городского типа (1993). Включает Еврейскую АО. К Хабаровскому кр. относятся Шантарские и другие острова. Центр - Хабаровск. Большая часть территории занята горными хребтами Сихотэ-Алиня, Джугджура и др., протягивающимися параллельно побережью Охотского и Японского морей. Климат умеренный муссонный; средние температуры января от -16 до - 40 °С, июля 14-21 °С. Осадков 500-900 мм в год. Главная река - Амур. Св. 50% территории покрыто лесом. Комсомольский и Большехехцирский заповедники. Промышленность: машиностроение и металлообработка (производство морских и речных судов, станков, компрессоров, сельскохозяйственных машин и др.), черная металлургия, горнодобывающая (уголь, руды цветных металлов и др.), нефтеперерабатывающая (нефтепровод Оха - Комсомольск-на-Амуре), лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная, легкая, рыбная, стройматериалов. Посевы пшеницы, ячменя, овса, кормовых культур, сои. Молочно-мясное скотоводство, птицеводство, пчеловодство. Пушной и зверобойный промыслы. Транссибирская и Байкало-Амурская железнодорожные магистрали. Развит морской транспорт; порты: Ванино (действует паромная переправа Ванино - Холмск), Николаевск-на-Амуре, Охотск. Судоходство по р. Амур. Курорты: Кульдур, Аннинские Минеральные Воды.