Н2О структурная формула: Химическая формула воды, все же, H2O

Содержание

Вода с химической точки зрения – строение, взаимодействие.

Вода – это неорганическое соединение, образованное двумя элементами. Ее химическая формула Н2O, то есть молекула включает два атома водорода и один – кислорода. В обычных условиях вода является жидкостью. Ее твердое состояние называется лед, а газообразное – пар.
Свойства воды многообразны, она охватывает большинство сторон жизни на Земле. Без нее в принципе невозможна жизнь. А ее влияние на течение базовых процессов не сравнится ни с чем, ведь вода содержится и в живых организмах, и во всех веществах.
Получение воды
В ходе различных реакций можно получить Н2О. Одна из них – разложение пероксида углерода, в процессе 2Н2О2 делится на 2Н2О и О2. Гидрокарбонат натрия при соединении с уксусной кислотой образует воду, углекислый газ и ацетат натрия.
В ходе реакции нейтрализации (при взаимодействии кислоты и щелочи) также выделяется вода, как и при реакциях восстановления оксидов металлов водородом.

Химические реакции при участии воды
Химические свойства Н2О проявляются в различных реакциях с ее участием. Вещество взаимодействует с металлами, неметаллами, их оксидами. При соединении с металлами выделяется кислород , но участвуют в реакциях активные металлы – щелочные и щелочеземельные I и II групп. Неметаллы реагируют менее активно, для этого требуется нагревание.
Реакции воды с оксидами являются реакциями соединения. Так при соединении с оксидом серы (IV) образуется сернистая кислота, оксидом серы (VI) – серная кислота, диоксидом углерода – угольная кислота. При вступлении в реакцию с оксидом кальция образуется гашеная известь. Но не все оксиды металлов взаимодействуют с водой. Например, оксиды цинка, титана, хрома добавляют в стойкие краски, так как они не растворяются в воде. Также не реагируют с Н2О оксиды железа.
При воздействии эл. тока происходит окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой Н2О выступает окислителем и восстановителем.

В результате соединение распадается на кислород и водород.
Н2О образует гидраты и кристаллогидраты. Их особенность в сохранении молекулы. Такие соединения активно применяют в виде осушителей воздуха.
Также вода участвует в реакции био-синтеза, в ходе которой при участии двуокиси углерода выделяется кислород. Даная реакция возможна под действием света.
Доступность чистой воды
Давно уже известна способность воды оказывать влияние на человеческий организм. Обеспечивая обменные процессы, эта жидкость может нести в себе и угрозу, если содержит вредные химические соединения, примеси, бактерии, микроорганизмы. Поэтому важно обеспечить доступ к чистой питьевой воде дома и на работе. Это легко сделать, если заказать воду в офис в нашей компании. Стоит это недорого. Привозится вода в 19 литровых бутылях, что очень удобно.
Кроме доставки воды в офис, мы предлагаем аренду, очистку кулера. По доступной стоимости весь коллектив и клиенты будут обеспечены чистой водой, а оборудование позволит в любой момент выпить чай или кофе, не тратя время на ожидание закипания чайника.

Мы всегда заботимся о покупателях, поэтому доставка воды в офис осуществляется в рабочее время. Чтобы сделать заказ, позвоните, напишите нам или оставьте заявку на сайте.

Пропин, химические свойства, получение, C3h5, Ch4-C≡CH

ВодородВодород

1,008

1s¹

2,2

Бесцветный газ

t°_пл=-259°C

t°_кип=-253°C

ГелийГелий

4,0026

1s²

Бесцветный газ

t°_кип=-269°C

ЛитийЛитий

6,941

2s¹

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=180°C

t°_кип=1317°C

БериллийБериллий

9,0122

2s²

1,57

Светло-серый металл

t°_пл=1278°C

t°_кип=2970°C

БорБор

10,811

2s² 2p¹

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

t°_пл=2300°C

t°_кип=2550°C

УглеродУглерод

12,011

2s² 2p²

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

t°_пл=3550°C

t°_кип=4830°C

АзотАзот

14,007

2s² 2p³

3,04

Бесцветный газ

t°_пл=-210°C

t°_кип=-196°C

КислородКислород

15,999

2s² 2p⁴

3,44

Бесцветный газ

t°_пл=-218°C

t°_кип=-183°C

ФторФтор

18,998

2s² 2p⁵

4,0

Бледно-желтый газ

t°_пл=-220°C

t°_кип=-188°C

НеонНеон

20,180

2s² 2p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-249°C

t°_кип=-246°C

НатрийНатрий

22,990

3s¹

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=98°C

t°_кип=892°C

МагнийМагний

24,305

3s²

1,31

Серебристо-белый металл

t°_пл=649°C

t°_кип=1107°C

АлюминийАлюминий

26,982

3s² 3p¹

1,61

Серебристо-белый металл

t°_пл=660°C

t°_кип=2467°C

КремнийКремний

28,086

3s² 3p²

1,9

Коричневый порошок / минерал

t°_пл

=1410°C

t°_кип=2355°C

ФосфорФосфор

30,974

3s² 3p³

2,2

Белый минерал / красный порошок

t°_пл=44°C

t°_кип=280°C

СераСера

32,065

3s² 3p⁴

2,58

Светло-желтый порошок

t°_пл=113°C

t°_кип=445°C

ХлорХлор

35,453

3s² 3p⁵

3,16

Желтовато-зеленый газ

t°_пл=-101°C

t°_кип=-35°C

АргонАргон

39,948

3s² 3p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-189°C

t°_кип=-186°C

КалийКалий

39,098

4s¹

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=64°C

t°_кип=774°C

КальцийКальций

40,078

4s²

1,0

Серебристо-белый металл

t°_пл=839°C

t°_кип=1487°C

СкандийСкандий

44,956

3d¹ 4s²

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

t°_пл=1539°C

t°_кип=2832°C

ТитанТитан

47,867

3d² 4s²

1,54

Серебристо-белый металл

t°_пл=1660°C

t°_кип=3260°C

ВанадийВанадий

50,942

3d³ 4s²

1,63

Серебристо-белый металл

t°_пл=1890°C

t°_кип=3380°C

ХромХром

51,996

3d⁵ 4s¹

1,66

Голубовато-белый металл

t°_пл=1857°C

t°_кип=2482°C

МарганецМарганец

54,938

3d⁵ 4s²

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

t°_пл

=1244°C

t°_кип=2097°C

ЖелезоЖелезо

55,845

3d⁶ 4s²

1,83

Серебристо-белый металл

t°_пл=1535°C

t°_кип=2750°C

КобальтКобальт

58,933

3d⁷ 4s²

1,88

Серебристо-белый металл

t°_пл=1495°C

t°_кип=2870°C

НикельНикель

58,693

3d⁸ 4s²

1,91

Серебристо-белый металл

t°_пл=1453°C

t°_кип=2732°C

МедьМедь

63,546

3d¹⁰ 4s¹

1,9

Золотисто-розовый металл

t°_пл=1084°C

t°_кип=2595°C

ЦинкЦинк

65,409

3d¹⁰ 4s²

1,65

Голубовато-белый металл

t°_пл=420°C

t°_кип=907°C

ГаллийГаллий

69,723

4s² 4p¹

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=30°C

t°_кип=2403°C

ГерманийГерманий

72,64

4s² 4p²

2,0

Светло-серый полуметалл

t°_пл=937°C

t°_кип=2830°C

МышьякМышьяк

74,922

4s² 4p³

2,18

Зеленоватый полуметалл

t°_субл=613°C

(сублимация)

СеленСелен

78,96

4s² 4p⁴

2,55

Хрупкий черный минерал

t°_пл=217°C

t°_кип=685°C

БромБром

79,904

4s² 4p⁵

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

t°_пл=-7°C

t°_кип=59°C

КриптонКриптон

83,798

4s² 4p⁶

3,0

Бесцветный газ

t°_пл=-157°C

t°_кип=-152°C

РубидийРубидий

85,468

5s¹

0,82

Серебристо-белый металл

t°_пл=39°C

t°_кип=688°C

СтронцийСтронций

87,62

5s²

0,95

Серебристо-белый металл

t°_пл=769°C

t°_кип=1384°C

ИттрийИттрий

88,906

4d¹ 5s²

1,22

Серебристо-белый металл

t°_пл=1523°C

t°_кип=3337°C

ЦирконийЦирконий

91,224

4d² 5s²

1,33

Серебристо-белый металл

t°_пл=1852°C

t°_кип=4377°C

НиобийНиобий

92,906

4d⁴ 5s¹

1,6

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2468°C

t°_кип=4927°C

МолибденМолибден

95,94

4d⁵ 5s¹

2,16

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2617°C

t°_кип=5560°C

ТехнецийТехнеций

98,906

4d⁶ 5s¹

1,9

Синтетический радиоактивный металл

t°_пл=2172°C

t°_кип=5030°C

РутенийРутений

101,07

4d⁷ 5s¹

2,2

Серебристо-белый металл

t°_пл=2310°C

t°_кип=3900°C

РодийРодий

102,91

4d⁸ 5s¹

2,28

Серебристо-белый металл

t°_пл=1966°C

t°_кип=3727°C

ПалладийПалладий

106,42

4d¹⁰

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1552°C

t°_кип=3140°C

СереброСеребро

107,87

4d¹⁰ 5s¹

1,93

Серебристо-белый металл

t°_пл=962°C

t°_кип=2212°C

КадмийКадмий

112,41

4d¹⁰ 5s²

1,69

Серебристо-серый металл

t°_пл=321°C

t°_кип=765°C

ИндийИндий

114,82

5s² 5p¹

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=156°C

t°_кип=2080°C

ОловоОлово

118,71

5s² 5p²

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=232°C

t°_кип=2270°C

СурьмаСурьма

121,76

5s² 5p³

2,05

Серебристо-белый полуметалл

t°_пл=631°C

t°_кип=1750°C

ТеллурТеллур

127,60

5s² 5p⁴

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

t°_пл=450°C

t°_кип=990°C

ИодИод

126,90

5s² 5p⁵

2,66

Черно-серые кристаллы

t°_пл=114°C

t°_кип=184°C

КсенонКсенон

131,29

5s² 5p⁶

2,6

Бесцветный газ

t°_пл=-112°C

t°_кип=-107°C

ЦезийЦезий

132,91

6s¹

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

t°_пл=28°C

t°_кип=690°C

БарийБарий

137,33

6s²

0,89

Серебристо-белый металл

t°_пл=725°C

t°_кип=1640°C

ЛантанЛантан

138,91

5d¹ 6s²

1,1

Серебристый металл

t°_пл=920°C

t°_кип=3454°C

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=798°C

t°_кип=3257°C

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=931°C

t°_кип=3212°C

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1010°C

t°_кип=3127°C

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

t°_пл=1080°C

t°_кип=2730°C

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1072°C

t°_кип=1778°C

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=822°C

t°_кип=1597°C

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1311°C

t°_кип=3233°C

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1360°C

t°_кип=3041°C

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1409°C

t°_кип=2335°C

ГольмийГольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1470°C

t°_кип=2720°C

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1522°C

t°_кип=2510°C

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1545°C

t°_кип=1727°C

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=824°C

t°_кип=1193°C

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1656°C

t°_кип=3315°C

ГафнийГафний

178,49

5d² 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2150°C

t°_кип=5400°C

ТанталТантал

180,95

5d³ 6s²

Серый металл

t°_пл=2996°C

t°_кип=5425°C

ВольфрамВольфрам

183,84

5d⁴ 6s²

2,36

Серый металл

t°_пл=3407°C

t°_кип=5927°C

РенийРений

186,21

5d⁵ 6s²

Серебристо-белый металл

t°_пл=3180°C

t°_кип=5873°C

ОсмийОсмий

190,23

5d⁶ 6s²

Серебристый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=3045°C

t°_кип=5027°C

ИридийИридий

192,22

5d⁷ 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2410°C

t°_кип=4130°C

ПлатинаПлатина

195,08

5d⁹ 6s¹

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1772°C

t°_кип=3827°C

ЗолотоЗолото

196,97

5d¹⁰ 6s¹

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

t°_пл=1064°C

t°_кип=2940°C

РтутьРтуть

200,59

5d¹⁰ 6s²

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

t°_пл=-39°C

t°_кип=357°C

ТаллийТаллий

204,38

6s² 6p¹

Серебристый металл

t°_пл=304°C

t°_кип=1457°C

СвинецСвинец

207,2

6s² 6p²

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

t°_пл=328°C

t°_кип=1740°C

ВисмутВисмут

208,98

6s² 6p³

Блестящий серебристый металл

t°_пл=271°C

t°_кип=1560°C

ПолонийПолоний

208,98

6s² 6p⁴

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=254°C

t°_кип=962°C

АстатАстат

209,98

6s² 6p⁵

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=302°C

t°_кип=337°C

РадонРадон

222,02

6s² 6p⁶

2,2

Радиоактивный газ

t°_пл=-71°C

t°_кип=-62°C

ФранцийФранций

223,02

7s¹

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=27°C

t°_кип=677°C

РадийРадий

226,03

7s²

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=700°C

t°_кип=1140°C

АктинийАктиний

227,03

6d¹ 7s²

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=1047°C

t°_кип=3197°C

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

t°_пл=1132°C

t°_кип=3818°C

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

РезерфордийРезерфордий

267

6d² 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

ДубнийДубний

268

6d³ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

СиборгийСиборгий

269

6d⁴ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

БорийБорий

270

6d⁵ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

ХассийХассий

277

6d⁶ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

МейтнерийМейтнерий

278

6d⁷ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

ДармштадтийДармштадтий

281

6d⁹ 7s¹

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H3O Молекулярная геометрия, структура Льюиса, углы формы и связи

Структура Льюиса

24 августа 2022
Опубликовано Приянкой

26 октября

Мы ранее обсуждали структуры Lewis , , , , , 9001, , 9003

Мы ранее обсуждали структуры Lewis , 6, , , , , 6, 9003

, . O3 , SO2 , SO3, и другие. Сегодня мы собираемся узнать о структуре Льюиса молекулы h3O, а также о ее молекулярной геометрии и форме.

Вода является одним из самых несложных для понимания химических соединений, поскольку она имеет простую структуру Льюиса. Хотя мы всегда знали, что химия повсюду, в детстве мы определенно не знали, что даже у воды есть химические формулы. Вода имеет химическую формулу h3O, так как состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Эта молекула также имеет другое химическое название монооксида дигидрогена.

20030 Молекулярная геометрия H 2 O

Name of molecule	Water ( h3O )
No of Valence Electrons in the molecule	8
Hybridization of H 2 O	гибридизация sp3
Бонд-углы	104,5 градуса
BENT

В этом блоге мы рассмотрим его строительную структуру, Hyblictrization. Это может помочь вам понять другие физические и химические свойства молекулы. Но прежде чем рассматривать ее структуру Льюиса, мы сначала пройдемся по общему количеству валентных электронов для этой молекулы, поскольку именно эти электроны участвуют в формирование облигаций .
Содержание
H 2 O Валентные электроны
Чтобы получить общее количество валентных электронов для этой молекулы, мы сложим валентные электроны атомов водорода и кислорода.
Валентные электроны водорода: 1*2 (поскольку атомов водорода 2, умножим на 2)
Валентные электроны кислорода: 6
Общее количество валентных электронов в воде: 2 + 6
= 8 валентные электроны
Таким образом, у h3O всего 8 валентных электронов.
H 2 O Структура Льюиса
Структура Льюиса для любой молекулы помогает узнать связи, образованные в структуре, и электроны, участвующие в образовании связи. Электроны, которые участвуют в образовании связи, известны как связывающая пара электронов. Напротив, те, которые не принимают участия в образовании какой-либо связи, называются несвязывающими парами электронов или неподеленными парами электронов.
Здесь мы сначала разместим атомы и отдельные валентные электроны, чтобы шаг за шагом понять структуру Льюиса h3O.
Атомы кислорода займут центральное положение, так как атомы водорода всегда находятся снаружи. Поэтому поместите кислород в центр с обоими атомами водорода по бокам. Каждому атому водорода здесь нужен еще один валентный электрон, чтобы достичь стабильной структуры. Точно так же атому кислорода нужно два валентных электрона, чтобы завершить свой октет.
Оба атома водорода разделят один валентный электрон атома кислорода для достижения стабильной структуры. Чтобы показать совместное использование электронов, покажите одинарную связь с обеих сторон.
Это структура Льюиса молекулы h3O, которая имеет две одинарные связи между кислородом и водородом. В результате в этой молекуле есть две неподеленные пары и две связывающие пары электронов.
H 2 O Гибридизация
Когда два атома имеют общие электроны и образуют связи, происходит образование гибридных орбиталей. Эти орбитали помогают нам предсказать гибридизацию молекулы. Здесь мы рассмотрим гибридизацию атома кислорода, поскольку он делит два своих валентных электрона с обоими атомами водорода. Три 2p-орбитали кислорода и одна 2s-орбиталь гибридизованы, так как есть две пары связывающих электронов и две неподеленные пары. И поскольку четыре орбитали кислорода гибридизуются, гибридизация h3O представляет собой sp3.
H 2 O Молекулярная геометрия
Молекулярная геометрия любой молекулы зависит от ее структуры Льюиса, расположения атомов и ее электронов. В молекуле h3O атом кислорода образует две одинарные сигма-связи с атомами водорода. Хотя эти два атома водорода расположены симметрично в плоскости, две неподеленные пары электронов на атоме кислорода толкают эти атомы.
Поскольку силы отталкивания неподеленных пар больше, чем силы отталкивания связанных пар, расположение атомов искажается. Следовательно, молекулярная геометрия молекулы воды является угловой или V-образный , и некоторые люди также называют эту геометрию связи искаженной геометрией тетраэдра.
H 2 O Валентный угол
Валентный угол для молекул с тетраэдрической геометрией составляет 109°, но поскольку геометрия молекулы h3O искажена из-за присутствия неподеленных пар электронов валентный угол уменьшается от 109° до 104,5°
H 2 Форма O
Молекулярная форма молекулы h3O изогнута.
Заключение
Подводя итог этой статье, можно сказать, что молекула h3O состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Всего у этой молекулы 8 валентных электронов, из которых четыре используются для образования сигма-связей O-H.
У атома кислорода две неподеленные пары, так как он не участвует в образовании связей.
Атом кислорода в молекуле h3O имеет sp3-гибридизацию, а валентный угол H-O-H равен 104,5°
Молекулярная геометрия и форма молекулы воды искривлены из-за сил отталкивания неподеленных пар.
Его химическая формула проста, но вода (H3O) является одним из самых поразительных веществ в известной Вселенной. это сложное, нюансированное, изменяющее форму соединение.
Это что-то вроде загадки: соединение, состоящее всего из двух химических элементов, один из которых является самым простым в известной вселенной. Пара атомов водорода, крепко держащаяся за один атом кислорода, создает обманчиво минималистское устройство, которое противоречит его огромной универсальности и важности.
Ценность воды как ресурса общеизвестна. Без постоянного снабжения цивилизация, какой мы ее знаем, не существовала бы.
Но как вещество — как молекула — вода ускользает от чувства удивления большинства людей. Что очень плохо, на самом деле, потому что это весьма примечательно.
Формованные и связанные
Основная молекулярная формула воды, H₂O, предполагает простую структуру из трех атомов на прямой линии. Но физические свойства трех атомов требуют другого расположения — V-образной формы с кислородом в конце. Эта нелинейная форма превращает воду в замечательную субстанцию с поразительными способностями.
Форма «V» возникает из-за расположения электронов в молекуле, которое вызывает дисбаланс электрического заряда, при этом кислородная точка «V» немного более отрицательна, чем противоположный конец возле атомов водорода. Это небольшое разделение означает, что молекулы воды поляризованы — один полюс положительный, а другой отрицательный.
Полярность электрического заряда лежит в основе удивительных свойств воды. Слегка отрицательный конец одной молекулы воды притягивает слегка положительный конец другой и наоборот, что ученые называют водородной связью.
Водородные связи между молекулами воды исключительно прочны, что придает им склонность цепляться друг за друга, что чаще всего проявляется в виде поверхностного натяжения. Например, вода в наполненном до краев сосуде выглядит выпуклой, если смотреть сбоку из-за поверхностного натяжения. А некоторые существа, такие как водомерки, могут использовать поверхностное натяжение, чтобы скользить по поверхности прудов.
Водородные связи также позволяют воде прилипать к посторонним веществам. Это клейкое свойство позволяет растениям вытягивать воду из земли через корни и до кончиков листьев, игнорируя притяжение.
Полярная природа воды и ее форма делают ее легче в твердом состоянии, чем в жидком. Это потому, что молекулярные V образуют воздушные кристаллические структуры при замерзании, делая лед менее плотным, чем его жидкая форма. Таким образом, лед плавает по рекам и озерам, образуя щит против холодного воздуха сверху и удерживая воду внизу от замерзания, что позволяет рыбам и другим водным видам выживать в более холодных краях.
Водородные связи воды также приводят к еще одной важной характеристике — более высокой, чем ожидалось, температуре кипения, объясняет Джессика Парр, профессор (преподаватель) химии. Парр получила докторскую степень по химии в USC Dornsife в 2007 году и с тех пор преподает общую химию студентам. Ее диссертационное исследование было сосредоточено на понимании того, как водородные связи реагируют на воздействие интенсивного света.
«Если бы вода не была способна образовывать такие прочные водородные связи, она бы кипела при минус 200 градусах Цельсия, — объясняет Парр, — намного ниже фактической точки замерзания 0 градусов Цельсия. Это означает, что он будет существовать на Земле в основном в виде газа, что сделает жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, невозможной. Вместо этого наша планета залита водой, всего около 366 миллионов миллиардов галлонов.
Универсальный растворитель
Полярная природа воды также делает ее исключительным растворителем, способным растворять самые разные вещества.
«Мы называем его «универсальным растворителем», потому что он может растворять не все, а очень многое», — говорит Парр. «Многие другие молекулы разборчивы в том, с чем они взаимодействуют и как они работают вместе, но вода будет взаимодействовать практически со всем».
Например, его положительные и отрицательные центры притягивают и легко разводят заряженные атомы, называемые ионами, из которых состоят такие соли, как хлорид натрия, обычно используемый в кулинарии. Положительно заряженные атомы натрия и отрицательно заряженные хлориды находят удобный дом среди поляризованных молекул воды.
Но вода также может растворять вещества, не состоящие из ионов, например сахара. Однако вместо того, чтобы разделять отдельные атомы молекулы сахара, молекулы воды прокладывают себе путь между каждой молекулой сахара, находя слабозаряженные части для водородной связи. Это ослабляет связи между молекулами сахара, отталкивая их друг от друга и в конечном итоге превращая в раствор.
«Пока присутствует один атом, который заставляет другую молекулу взаимодействовать с водой, вода будет это делать», — говорит Парр.
Становится странно
Вода не всегда ведет себя так, как ожидалось. Хотя он чаще всего переходит из твердого состояния (льда) в жидкое, а затем в газообразное (пар или пар) и наоборот, когда его температура поднимается и падает, он может совершить прыжок прямо из льда в пар при правильных условиях.
«Если вы когда-нибудь замечали, что ваши кубики льда со временем становятся меньше, то это потому, что они сублимируются в морозильной камере — лед сразу превращается в газ», — объясняет Парр. Эта сублимация происходит из-за низкой влажности внутри морозильной камеры, что позволяет нескольким молекулам воды выходить из льда в воздух без предварительного таяния.
В обратном процессе, называемом отложением, газообразная вода внезапно замерзает, так и не превратившись в жидкость. Так образуется снег. И когда условия подходящие, снег может пропустить стадию таяния и сублимировать обратно в атмосферу, что является особой проблемой для подверженных засухе районов, таких как Калифорния, которые полагаются на таяние снежного покрова в качестве источника воды.
Но вода может быть еще более странной.
«Лед имеет множество различных кристаллических форм, но он также может существовать в форме, напоминающей стекло — аморфное твердое вещество, которое находится где-то между жидкостью и твердым телом и все еще может течь», — говорит Парр. По словам Парра, когда молекулы воды сливаются при очень низких температурах и давлениях — представьте себе космическое пространство — образующийся лед также может вести себя как стекло.