ВОДА Вода – самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете

МБОУ «Богатенская основная общеобразовательная школа»
ВОДА
Вода – самое распространенное
неорганическое соединение на нашей планете
Выполнила ученица 8 класса Абрамова Анна
2,14
2,14
0,0005
95,7
океан
лед
реки и озера
пар
Общий запас воды на Земле
составляет 1359000 м3 .
Около 70% поверхности
планеты покрыто морями и
океанами, но эта вода –
соленая. На долю пресной
воды приходится 2,8%,
причем 2,2% из них
недоступно людям, так как
это ледники северного
Ледовитого океана,
Гренландии, Антарктиды.
Почему же одно из бесчисленных химических соединений с простой и
ничем не примечательной формулой Н2О, состоящее их двух обычных
для мироздания химических элементов – кислорода и водорода,
самая обычная, всем известная вода занимает столь особое место в
жизни природы? Чем объясняется такая исключительная роль воды?
• Поведение воды "нелогично". Получается, что переходы воды из твёрдого
состояния в жидкое и газообразное происходит при температурах, намного
более высоких, чем следовало бы. Этим аномалиям найдено объяснение.
Молекула воды H2O построена в виде треугольника: угол между двумя
связками кислород — водород 104 градуса. Но поскольку оба водородных
атома расположены по одну сторону от кислорода, электрические заряды в
ней рассредоточиваются. Молекула воды полярная, что является причиной
особого взаимодействия между разными её молекулами. Атомы водорода в
молекуле H2O, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с
электронами атомов кислорода соседних молекул. Такая химическая связь
называется водородной. Она объединяет молекулы H2O в своеобразные
полимеры пространственного строения; плоскость, в которой расположены
водородные связи, перпендикулярны плоскости атомов той же молекулы
H2O. Взаимодействием между молекулами воды и объясняются в первую
очередь незакономерно высокие температуры её плавления и кипения.
Нужно подвести дополнительную энергию, чтобы расшатать, а затем
разрушить водородные связи. И энергия эта очень значительна. Вот почему,
кстати, так велика теплоёмкость воды.
Строение молекулы
воды
• В молекуле воды
имеются две полярные
ковалентные связи Н–
О.
Какие связи имеет H2O?
Они образованы за счёт перекрывания двух
одноэлектронных р — облаков атома кислорода и
одноэлектронных S — облаков двух атомов водорода.
В молекуле воды атом кислорода имеет четыре
электронных пары. Две из них участвуют в
образовании ковалентных связей, т.е. являются
связывающими. Две другие электронные пары
являются не связывающими. В молекуле имеются
четыре полюс зарядов: два — положительные и два
— отрицательные. Положительные заряды
сосредоточены у атомов водорода, так как кислород
электроотрицательнее водорода. Два
отрицательных полюса приходятся на две не
связывающие электронные пары кислорода.
Подобное представление о строении молекулы
позволяет объяснить многие свойства воды, в
частности структуру льда. В кристаллической
решётке льда каждая из молекул окружена
четырьмя другими. В плоскостном изображении это
можно представить так:На схеме видно, что связь
между молекулами осуществляется посредством
атома водорода:Положительно заряженный атом
водорода одной молекулы воды притягивается к
отрицательно заряженному атому кислорода другой
молекулы воды. Такая связь получила название
водородной (её обозначают точками). По прочности
водородная связь примерно в 15 — 20 раз слабее
ковалентной связи. Поэтому водородная связь легко
разрывается, что наблюдается, например, при
испарении воды.
Структура жидкой воды напоминает структуру
льда. В жидкой воде молекулы также связаны друг с
другом посредством водородных связей, однако
структура воды менее "жёсткая", чем у льда.
Вследствие теплового движения молекул в воде одни
водородные связи разрываются, другие образуются.
Какие связи имеет H2O?
Вода, H2O, жидкость
без запаха, вкуса, цвета
(в толстых слоях
голубоватая); плотность
1 г/см3 (при 3,98
градусах), tпл=0
градусов, tкип=100
градусов.
Разная бывает вода:
жидкая, твёрдая и
газообразная.
Вода — это
единственное вещество
в природе, которое в
земных условиях
существует во всех трёх
агрегатных состояниях:
Физические свойства
H2O
Общий запас воды на Земле составляет 1359000 м3 . Около 70%
поверхности планеты покрыто морями и океанами, но эта вода –
соленая. На долю пресной воды приходится 2,8%, причем 2,2%
из них недоступно людям, так как это ледники северного
Ледовитого океана, Гренландии, Антарктиды.
Температура кипения
150
100
50
0
-50
H2O
H2S
H2Se
-100
Температура кипения
H2Te
• Следовательно, вода кипит приблизительно на
180⁰ С выше, чем должна кипеть. Температура
воды – это наиболее обычное её свойство
оказывается необычайным.Если бы температура
кипения воды была -80⁰ С, чтобы тогда
случилось на нашей Земле?
Океаны внезапно закипели бы. На Земле не
осталось бы ни одной капли, и на небе никогда
не смогло бы появиться ни одного облачка.
Жидкая вода имеет самую
высокую теплоёмкость среди
всех жидкостей – 4,19
кДж/кг*град. Вода очень
сильно поглощает невидимые
инфракрасные(тепловые)
лучи, что имеет важное
значение для температурного
режима нашей планеты.
Аномально и изменение
плотности воды. Плотность
других жидкостей, как
правило, постепенно
возрастает при понижении
температуры. А вода при
охлаждении до 0°С, в отличие
от других жидкостей,
расширяется. Лед легче воды
(⍴=0,92 г/см³). Поэтому лед
плавает на поверхности.
Еще одно свойство, отличающее воду от других жидкостей –
это поверхностное натяжение. У подавляющего большинства
жидкостей эта величина составляет 20-30 Н/м и только у
воды – 72,75 Н/м.
Природа в полной мере использовала эту аномалию воды.
Влага поднимается
от корней к верхушкам
высоких
деревьев. В растениях природа подъема воды капиллярная.
Известно, что если опустить в жидкость капилляр, то
жидкость в нём поднимается. Подъем этот будет тем
больше, чем меньше диаметр капилляра и чем выше
поверхностное натяжение жидкости.
Советский учёный В. И.
Вернадский писал: "Вода
стоит особняком в
истории нашей планеты.
Нет природного тела,
которое могли бы
сравниться с ней по
влиянию на ход
основных, самых
грандиозных
геологических
процессов. Нет земного
вещества — минерала
горной породы, живого
тела, которое её бы не
заключало. Всё земное
вещество ею проникнуто
и охвачено".
Физические свойства
H 2O
Необычайные свойства воды проистекают от строения её
молекулы.
Молекула воды имеет угловую структуру.
О
Н
Н
Между молекулами воды образуются водородные связи.
О...Н
Н
Н...О...Н
Н ...О...Н
Н
Н . . . О . . .Н
Водородной связью называется тип химической связи, который
образуется между атомами водорода одной молекулы и атомом
электроотрицательного элемента (O,N,F) другой молекулы.