|
Глава 1. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДЕ
§ 1. Физические константы воды
|
Молярная масса, г/моль
|
18,016
|
|
Температура в °С:
|
|
|
замерзания (при  =0,1МПа)
|
0,00
|
|
кипения
|
100,00
|
|
Температура при максимальной плотности, °С
|
3,98
|
|
Плотность воды в г/см при температуре в °С:
|
|
|
0
|
0,99987
|
|
3,98
|
1,0000
|
|
20
|
0,99823
|
|
Критическая температура воды, °С
|
374,2
|
|
Критическое давление воды, МПа
|
22,1
|
|
Критическая плотность воды, кг/м
|
0,324
|
|
Относительная диэлектрическая постоянная при температуре в °С:
|
|
|
0
|
88,2
|
|
20
|
80,4
|
|
100
|
55,1
|
Химически чистая вода - жидкость без запаха, вкуса, цвета, состоит из 11,11 % водорода и 88,89 % кислорода.
§ 2. Внутренняя структура воды
Молекулы воды расположены в форме неправильного тетраэдра: в центре - атом кислорода, в противоположных углах одной из граней куба - два атома водорода, угол между которыми составляет 104°31’. Два из восьми электронов атома кислорода расположены около ядра, два других связаны с атомами водорода, а две пары электронов образуют ветви, расположенные в направлении, противоположном электронным облакам водорода.
Ветви электронных облаков являются областями сосредоточения отрицательных зарядов, они обусловливают водородную связь между молекулами воды и других веществ.
§ 3. Структура жидкой воды
В основе многочисленных моделей жидкая вода рассматривается как кристаллическое вещество (жидкие кристаллы).
Упорядоченное (кристаллическое) расположение частиц воды в жидком состоянии доказано экспериментально. Полагают, что при плавлении льда его решетка частично разрушается и эти пустоты, а также ажурная структура льда заполняются освободившимися молекулами воды. Плотность жидкой воды вследствие этого увеличивается. Учеными подсчитано, что в жидкой фазе при 0 °С несвязанные, заполняющие пустоты молекулы составляют около 16% от общего количества.
В теории структуры воды, созданной Берналом и Фаулером, существование максимума плотности воды при температуре 4 °С объясняется тем, что при этой температуре преобладающая часть молекул воды связана в кварцеподобную структуру, а при других температурах они имеют тридимитоподное кристаллическое строение, соответствующее меньшей плотности.
§ 4. Изотопный состав воды
Вода - продукт соединения двух химических элементов, имеющих несколько изотопов.
Для водорода известны три изотопа:
протий  H, массовое число 1;
дейтерий  H(D), массовое число 2;
тритий  H(T), массовое число 3.
Содержание дейтерия в природной смеси изотопов водорода 0,014-0,015 %. Для кислорода известны также три изотопа с массовыми числами 16, 17 и 18, соотношение которых в природной смеси изотопов равно 2670:1:5.
Природная вода является смесью различных видов молекул следующего состава:
Вода - это смесь девяти различных видов молекул, поэтому в зависимости от их количественного соотношения изменяются свойства воды, особенно ее плотность.
|
