Водата като реагент и като среда за химичен процес (необичайни свойства на водата)

Chemistry.referat.docx

Вятски държавен хуманитарен университет

Резюме на дисциплината:

„Водата като реагент и като среда за химичен процес (необичайни свойства на водата)“

Изпълнява се от студент 1-ва година

Изследователска група EPB - 11

Мисюкевич Дария Анатолиевна

Д-р Даровских Л.В.

Въведение
Структура на водните молекули
Химични свойства на водата

Водата (водороден оксид) е двукомпонентно неорганично съединение с химическа формула H2O. Водната молекула се състои от два водородни и един кислородни атоми, които са свързани с ковалентна връзка. При нормални условия е бистра течност, безцветна (в малък обем), мирис и вкус. В твърдо състояние се нарича лед, сняг или слана, а в газообразно състояние се нарича водна пара. Водата може да съществува и като течни кристали (върху хидрофилни повърхности).

Около 71% от повърхността на Земята е покрита с вода (океани, морета, езера, реки, лед) - 361,13 милиона км. На Земята около 96,5% от водата е в океаните, 1,7% от световните резерви са подпочвени води, още 1,7% в ледниците и ледените шапки на Антарктида и Гренландия, малка част в реките, езерата и блатата и 0,001% в облаците (образувани от въздушни частици лед и течна вода). По-голямата част от земната вода е солена и неподходяща за земеделие и пиене. Делът на прясната вода е около 2,5%, а 98,8% от тази вода е в ледниците и подпочвените води. По-малко от 0,3% от цялата прясна вода се съдържа в реките, езерата и атмосферата, а още по-малко (0,003%) се намира в живите организми.

Това е добро силно полярно решение. При естествени условия той винаги съдържа разтворени вещества (соли, газове)

Водата е от ключово значение за създаването и поддържането на живота на Земята, за химическата структура на живите организми, за формирането на климата и времето. Това е най-важното вещество за всички живи същества на планетата Земя.

На Земята има непрекъснат кръговрат на водата, включително използването на вода за битови и промишлени нужди на човек, използването на вода от растения и животни, изпаряване на водата и нейното филтриране през почвата и много други. Естеството на процесите, включващи водата, до голяма степен се определя от нейните свойства като отделно вещество. Водата е най-удивителното съединение на Земята.

2. Вътрешна структура на водните молекули

Водата (водороден оксид) H2O е най-простото стабилно съединение на водорода с кислород. Молекулното тегло на водата е 18.0160, водородът е 11.19% тегловни и кислородът е 88.81%.

Осем електрона от външния електронен слой на кислородния атом образуват четири електронни двойки, от които два създават ковалентни O - H връзки, а другите два са единични електронни двойки.

От съвременната гледна точка на структурата на атома, електронният облак на водна молекула изглежда като пресечен винт с четири остриета, който може да бъде поставен в неправилен куб (неправилен тетраедър). В този случай кислородният атом е в центъра, а два водородни атома са в обратната

ъгли на една от повърхностите на куба. Ъгълът между тях е 104 ° 31 '. Два от осемте електрона на кислородния атом са разположени в близост до ядрото, другите два са свързани с водородни атоми, а двете самотни двойки електрони образуват клонове, разположени в обратна посока на електронните облаци на водорода. По този начин електронният облак на водна молекула има формата

четири венчелистчета, насочени към върховете на неправилен тетраедър. В два върха на едно лице има електронни двойки, които осъществяват връзката O - H, а в два върха на противоположната страна са самотните електронни двойки на кислородния атом.Електронният облак във водната молекула се измества към кислородния атом, тъй като има голяма електроотрицателност. В резултат на това в близост до ядрата на водородните атоми се създава излишък на положителен заряд. Следователно, молекулата на водата е полярна. Полярните молекули се характеризират с електрически диполен момент, който влияе върху свойствата на веществата, съставени от такива молекули. Електрическият момент на дипол е произведение на един от зарядите на разстоянието между центровете на положителния и отрицателния заряд. Разстоянието между тях е 0,9568 Å. За водата електрическият момент на дипола p = el е равен на 6 * 10-28 Cm или 1,8 дебай (1,8 * 10-18 CGSE единици). Поради голямата стойност на електрическия момент на дипола между водните молекули, силно взаимодействие се проявява поради образуването на водородни връзки между кислородния атом на една водна молекула и водородния атом на друга. Водородната връзка възниква в резултат на вмъкването на много малък по размер положително поляризиран водороден атом на една молекула в електронната обвивка на отрицателно поляризирания кислороден атом на друга водна молекула. Дължината на водородната връзка О. Н варира от 1,76 А. Енергията му е 17-33 kJ/mol.