Глава 1. Уникальные свойства воды

Глава 1. Уникальные свойства воды

С точки зрения химического состава ничего волшебного или непонятного в строении воды нет — ну подумаешь, одна молекула водорода удерживает две молекулы кислорода, что тут сложного? Другое дело, что химически чистая вода — это нонсенс, практически не существующий в природе. Ведь одно из ее уникальных свойств заключается в том, что вода — идеальный растворитель, и поэтому на практике мы имеем дело с многообразными солевыми растворами. В обычной речной воде растворена почти вся таблица Менделеева.

Кроме того, несмотря на простоту химической формулы, вода обладает целым рядом совершенно уникальных и необъяснимых свойств. Ну, например, при переходе воды из твердого состояния в жидкое ее плотность не уменьшается, а возрастает, также плотность воды увеличивается при ее нагреве от 0 до 4 °C, максимальную плотность вода имеет при 4 °C, и только при последующем ее нагревании плотность уменьшается.

Еще одним свойством воды является то, что она обладает высокой теплоемкостью, это объясняет, почему в ночное время и при переходе от лета к зиме вода остывает медленно, а днем или во время перехода от зимы к лету так же медленно нагревается. Благодаря этому свойству вода является регулятором всей температуры на Земле.

Среди всех жидкостей вода имеет самое высокое поверхностное натяжение, исключение составляет только ртуть. Дистиллированная вода не проводит электрический ток, а ее растворы являются универсальным проводником.

Тяжелой водой (D2О) называется та вода, в состав которой входит изотоп водорода дейтерий, химические реакции с такой водой протекают медленнее, чем с обычной.

Физические свойства воды аномальны, вода является единственным веществом на Земле, существующим в жидком, твердом и газообразном состоянии. Но самое удивительное заключается в том, что вода при обычных условиях Земли является жидкостью. Многие близкие по химическому строению вещества (например, сероводород H2S) при этом находятся в газообразном состоянии. Объяснить это свойство воды можно, если учесть строение ее молекул. Во-первых, молекула H2O имеет угловое строение. Во-вторых, молекула воды полярна, то есть имеющиеся в ней заряженные частицы (электроны) распределены неравномерно; вблизи атома кислорода преобладает отрицательный заряд (избыток электронов), а вблизи атомов водорода — положительный заряд (недостаток электронов). Разноименно заряженные части различных молекул воды притягиваются, возникают так называемые водородные связи. В результате такого взаимодействия образуются целые комплексы (в науке их называют ассоциатами) из молекул воды. При температуре 0 °C в комплекс, как правило, входит три молекулы, а уже при 4 градусах выше ноля, их остается две. Ассоциаты полностью распадаются, лишь когда вода переходит в пар. Прочные связи между молекулами обусловливают пребывание воды в жидком состоянии при обычных условиях, а также некоторые другие свойства этого вещества.