Химический состав, строение молекулы воды

Лекция 3.

Вода, её химические и физические свойства.

Введение.

Прошлая лекция закончилась рассказом о минералах, созданных со специальными свойствами для различных нужд людей, животных и растений. Особенно ярко целенаправленными представляются минералы глин. Они служат для удержания воды для растений в почве, как строительный материал человеку для получения кирпича и керамики, обеспечивают устойчивость сводов в норах животных, применяются для грязелечения. Однако глины в своей полезности далеко уступают другому минералу, который называется вода. Экологическое служение его много разнообразнее.

Вода и связанные с ней единством химического состава минералы лёд и пар обладают совершенно уникальными свойствами. Заметим, что лёд и пар суть другие минералы. Минералом в геологии называется однородное физическое тело постоянного химического состава с постоянными ему присущими физическими свойствами. Люди выделили и назвали минералы задолго до появления химии. Они для практических и ритуальных целей выделили минералы по сочетанию признаков и свойств: цвету, блеску, степени прозрачности, твердости, ковкости и другим. Только тысячелетия спустя было установлено, что каждый минерал кроме постоянства признаков и свойств обладает постоянством химического состава. По свойствам и признакам три минерала пар, вода и лёд различны. Потому это три минерала. Будем говорить преимущественно о воде. Свойства воды и ее назначение столь многообразны, что не только в одной лекции, но и в нескольких лекциях их нельзя полностью осветить. Тем более, что они еще не достаточно раскрыты наукой.

Вода обязательно применяется в некоторых таинствах Православной Церкви, в воде Иордана крестил Иоанн Предтеча. Она была освящена погружением Иисуса Христа в Иордан. И ранее в ветхозаветной церкви вода применялась для ритуальных омовений.

Химический состав, строение молекулы воды.

В молекуле воды химически связаны два атома водорода с одним атомом кислорода. Её химическая формула Н₂О. Расположение ядер атомов таково, что ни образуют равнобедренный треугольник с углом 104^о 27’ при вершине (рис. 3-1).

Рис. 3-1. Строение молекулы воды. 1 – ядра атомов кислорода и водорода; 2 – орбиты пар электронов, вращающихся вокруг ядер.

Вокруг них вращаются 5 пар электронов. Одна из этих пар вращается вокруг ядра кислорода. Она показана на рисунке небольшим кружком, охватывающим нижнюю жирную точку. Две пары охватывают и связывают ядро кислорода О с двумя ядрами водорода H. Их орбиты показаны двумя большими эллипсами. Ещё две пары электронов вращаются по двум эллиптическим орбитам у ядра кислорода. Последние две пары создают слабые отрицательные заряды в нижней части фигуры молекулы. В верхней части её, напротив, имеются слабые положительные заряды, созданные не полностью компенсированными положительными зарядами ядер водорода. Таким образом, у молекулы воды имеются 4 вершины, из которых две имеют положительный заряд и две имеют отрицательный. Нижняя пара эллипсов и верхняя пара эллипсов расположены в разных плоскостях, что сложно показать на рис. 3-1. Эти плоскости взаимно перпендикулярны. Поэтому прямая, проведенная через полюса молекулы с положительными зарядами, перпендикулярна к прямой, проведенной через полюса с отрицательными зарядами. Они не пересекаются, так как расположены по разные стороны молекулы. Условно на рис. 3-2 показано пространственное расположение зарядов в виде тетраэдра – пирамиды, грани которой суть равные между собой равносторонние треугольники. Такое строение молекулы воды создаёт её особые свойства, к рассмотрению которых мы переходим.

Рис 3-2.Модель молекулы воды в вида тетраэдра. Четырёх полюса зарядов на молекулы расположены в вершинах тетраэдра.

Поиск по сайту: