Дивовижні властивості води

З курсу фізики 7 класу відомо, що вода - це речовина, що має винятково важливе значення для Землі. Зовнішність нашої планети і саме життя на ній визначається наявністю води у всіх трьох агрегатних станах. Поговоримо про дивовижні властивості води, що дозволили їй стати настільки важливою для нашого існування.

Молекула води

Молекула води - це поєднання двох атомів водню з одним атомом кисню. У електронній оболонці атома водню один електрон, а зовнішньої оболонці атома кисню — шість електронів. Двом атомам водню «енергетично вигідно» поєднати свої оболонки з атомом кисню, у результаті утворюється загальна восьмиелектронна оболонка.

За рахунок великої різниці зарядів ядер електрони в цій оболонці розподілені нерівномірно. Більшість електронів знаходиться біля атома кисню, що створює несиметричність молекули. Молекула набуває вигляду рівнобедреного трикутника з кутом при вершині близько 105 ⁰.

Мал. 1. Будова молекули води.

Несиметричність розподілу заряду (кажуть «полярність» молекули) зумовлює здатність води утворювати міжмолекулярні зв'язки (звані водневими). В результаті у води з'являється низка цікавих властивостей.

Властивості води

Найважливіша властивість води - здатність розчиняти багато речовин. Молекули речовин, потрапляючи у розчин, оточуються полярними молекулами води, які перешкоджають поверненню молекул у вихідне тіло, речовина починає розчинятися. У розчині молекули речовин виходить «вільнішими», в результаті стають можливими багато хімічних реакцій, які не відбуваються між твердими речовинами.

Лимонна кислота та харчова сода не реагують один з одним у вигляді порошків. Однак варто залити суміш порошків водою – почнеться бурхлива реакція.

Дивніша властивість демонструє вода при твердінні. З досвіду всі знають, що лід плаває на поверхні води, хоча більшість речовин у твердому стані збільшують густину. Отже, густина льоду менша. Чому?

Справа знову в утворенні водневих зв'язків. При утворенні льоду молекули води утворюють водневі зв'язки та вишиковуються в «ажурну» структуру. Щільність льоду виявляється меншою за щільність води.

Мал. 2. Молекули льоду та води.

Не менш дивовижні теплові властивості води. Вони також визначаються водневими зв'язками. На їх побудову і розрив потрібна додаткова енергія, тому вода має аномально високу теплоємність і теплоту пароутворення.

Значення води для життя

Комплекс властивостей води робить її незамінною існування життя Землі. Фактично живі істоти є «розчинами», які у клітинах-«пробірках» з білкових оболонок. У кожній пробірці йде безліч біохімічних реакцій за безпосередньої участі води.

Рослини в процесі фотосинтезу з вуглекислого газу та води синтезують глюкозу та виділяють кисень. Однак атоми кисню, що виділяються рослинами, спочатку входять до молекул води. Атоми кисню, що входять у поглинену молекулу вуглекислого газу, переходять у молекули глюкози та засвоюються рослинами.

Що ми дізналися?

Молекула води складається з атома кисню та двох атомів водню і здатна до утворення зв'язків, які називаються водневими.Це, у свою чергу, визначає здатність води розчиняти інші речовини, мати високу теплоємність і малу щільність у твердому стані. Крім того, без води неможливе життя.

Дивовижні властивості води

З курсу фізики 7 класу відомо, що вода - це речовина, що має винятково важливе значення для Землі. Зовнішність нашої планети і саме життя на ній визначається наявністю води у всіх трьох агрегатних станах. Поговоримо про дивовижні властивості води, що дозволили їй стати настільки важливою для нашого існування.

Молекула води

Молекула води - це поєднання двох атомів водню з одним атомом кисню. У електронній оболонці атома водню один електрон, а зовнішньої оболонці атома кисню — шість електронів. Двом атомам водню «енергетично вигідно» поєднати свої оболонки з атомом кисню, у результаті утворюється загальна восьмиелектронна оболонка.

За рахунок великої різниці зарядів ядер електрони в цій оболонці розподілені нерівномірно. Більшість електронів знаходиться біля атома кисню, що створює несиметричність молекули. Молекула набуває вигляду рівнобедреного трикутника з кутом при вершині близько 105 ⁰.

Мал. 1. Будова молекули води.

Несиметричність розподілу заряду (кажуть «полярність» молекули) зумовлює здатність води утворювати міжмолекулярні зв'язки (звані водневими). В результаті у води з'являється низка цікавих властивостей.

Властивості води

Найважливіша властивість води - здатність розчиняти багато речовин. Молекули речовин, потрапляючи у розчин, оточуються полярними молекулами води, які перешкоджають поверненню молекул у вихідне тіло, речовина починає розчинятися.У розчині молекули речовин виходить «вільнішими», в результаті стають можливими багато хімічних реакцій, які не відбуваються між твердими речовинами.

Лимонна кислота та харчова сода не реагують один з одним у вигляді порошків. Однак варто залити суміш порошків водою – почнеться бурхлива реакція.

Дивніша властивість демонструє вода при твердінні. З досвіду всі знають, що лід плаває на поверхні води, хоча більшість речовин у твердому стані збільшують густину. Отже, густина льоду менша. Чому?

Справа знову в утворенні водневих зв'язків. При утворенні льоду молекули води утворюють водневі зв'язки та вишиковуються в «ажурну» структуру. Щільність льоду виявляється меншою за щільність води.

Мал. 2. Молекули льоду та води.

Не менш дивовижні теплові властивості води. Вони також визначаються водневими зв'язками. На їх побудову і розрив потрібна додаткова енергія, тому вода має аномально високу теплоємність і теплоту пароутворення.

Значення води для життя

Комплекс властивостей води робить її незамінною існування життя Землі. Фактично живі істоти є «розчинами», які у клітинах-«пробірках» з білкових оболонок. У кожній пробірці йде безліч біохімічних реакцій за безпосередньої участі води.

Рослини в процесі фотосинтезу з вуглекислого газу та води синтезують глюкозу та виділяють кисень. Однак атоми кисню, що виділяються рослинами, спочатку входять до молекул води. Атоми кисню, що входять у поглинену молекулу вуглекислого газу, переходять у молекули глюкози та засвоюються рослинами.

Що ми дізналися?

Молекула води складається з атома кисню та двох атомів водню і здатна до утворення зв'язків, які називаються водневими. Це, у свою чергу, визначає здатність води розчиняти інші речовини, мати високу теплоємність і малу щільність у твердому стані. Крім того, без води неможливе життя.