Уникальные свойства воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уникальные свойства воды

До некоторых пор казалось, что проще изученной воды ничего быть не может. Зазубренная всеми формула, температурные метаморфозы ото льда до пара, способность растворять некоторые вещества и участвовать в процессе конвекции -- вот практически и все. На самом же деле, с «простой» водой оказалось не так уж все и просто...

Вода наделялась душой во многих культурах мира. Открытие современными учёными четвертого, информационного, состояния воды, стало доказательством её памяти. Вода способна воспринимать, сохранять и передавать информацию, даже такую тонкую, как человеческая мысль, эмоция, слово.

Сейчас человечество находится на пороге совершенно иного понимания законов мироздания, открывающего новые перспективы: возможность программирования воды, лечение водой сложнейших болезней.

Молекула воды является наиболее распространённым веществом на планете и, встречающимся на ней в жидком, газообразном и твёрдом состоянии. Вода - жидкость без вкуса, запаха и цвета, плотность 1,0 г/см3. Гидросфера занимает 71 % поверхности земного шара. Рождается из элементов, занимающих первое и третье место по распространённости во Вселенной, в объёмном соотношении 2:1. Это одна из самых маленьких молекул нам известных. Уже много веков учёные изучают воду. Времени было достаточно, казалось о воде должно было быть всё известно, но не тут-то было.

Молекула воды состоит из двух атомов водорода (Н) и одного атома кислорода (О). Все многообразие свойств воды и необычность их проявления, в конечном счёте, определяются физической природой этих атомов и способом их объединения в молекулу. В отдельной молекуле воды ядра водорода и кислорода расположены так относительно друг друга, что образуют как бы равнобедренный треугольник со сравнительно крупным ядром кислорода на вершине и двумя мелкими ядрами водорода у основания. В молекуле воды имеются четыре полюса зарядов: два отрицательных за счёт избытка электронной плотности у кислородных пар электронов и два положительных - вследствие недостатка электронной плотности у ядер водорода - протонов. Такая асимметричность распределения электрических зарядов воды обладает ярко выраженными полярными свойствами; она является диполем с высоким дипольным моментом - 1,87 Дебай.

Изо льда состоят огромные горные ледники, им покрыты и некоторые материки. Лёд хранит в себе огромные запасы пресной воды. Лёд твёрдый, а течёт как жидкость. Образуя огромные реки, медленно стекающие с гор. Лёд необычайно прочен и долговечен. Он может десятки тысяч лет хранить в себе скелеты животных, погибших в ледниках. Улавливая солнечное излучение, вода помогает поддерживать температуру на Земле в комфортном диапазоне. Мощные морские течения разносят огромные объёмы воды по всей планете, в частности не дают мерзнуть европейцам, омывая Европу Гольфстримом. И, наконец, вода обеспечивает жизнедеятельность всех организмов: она переносит питательные вещества, собирает и выводит отходы.

Из-за внешней простоты люди на Земле долгое время считали воду простым неделимым веществом. И только благодаря английскому ученому Генри Кавендишу в 1766 году люди узнали, что вода - не простой химический элемент, а соединение водорода и кислорода. Позже (1783) это же доказал и Антуан Лоран Лавуазье (Франция).

Дипольное состояние молекулы способствует её проницаемости через стенки мембраны, способностью растворять химические вещества. Кроме того, диполи воды связываются водородными связями друг с другом, что обеспечивает её способность быть в различных агрегатных состояниях, а также растворять или не растворять различные вещества.

За простой формулой Н2О, оказывается, скрывается загадочное вещество, которое до сих пор многие ведущие умы науки не могут разгадать. Химически чистая вода представляет собой бесцветную жидкость без запаха и вкуса.

Вода - единственная жидкость на Земле, для которой зависимость удельной теплоёмкости от температуры имеет минимум. Этот минимум реализуется при температуре +35 °С. При этом нормальная температура человеческого тела, состоящего на две трети (а в юном возрасте и того более) из воды, находится в диапазоне температур 36-38 °С.

Вода - самый сильный универсальный растворитель. Если ей дать достаточно времени, она может растворить практически любое твёрдое вещество. Именно из-за уникальной растворяющей способности воды никому до сих пор не удалось получить химически чистую воду - она всегда содержит растворенный материал сосуда.

Вода играет важнейшую роль во всех жизненных процессах и явлениях, происходящих на нашей планете и за её пределами. Именно поэтому, древние философы рассматривали воду в качестве важнейшей составляющей части материи.

Современная наука утвердила роль воды как универсального, планетарного компонента, определяющего структуру и свойства бесчисленного множества объектов живой и неживой природы. Развитие молекулярных и структурно-химических представлений позволило дать объяснение исключительной способности молекул воды образовывать связи с молекулами почти всех веществ. Стала проясняться также роль связанной воды в формировании важнейших физических свойств гидратированных органических и неорганических веществ. Большой и все возрастающий научный интерес привлекает проблема биологической роли воды. Заселённая живыми организмами наружная оболочка нашей планеты - биосфера является вместилищем жизни на Земле. Её первоосновой, её незаменимым компонентом является вода. Вода - это и строительный материал, который используется для создания всего живого, и среда, в которой протекают все жизненные процессы, и растворитель, выносящий из организма вредные для него вещества, и уникальный транспорт, снабжающий биологические структуры всем необходимым для нормального протекания в них сложнейших физико-химических процессов. И это всеобъемлющее влияние воды на любую живую структуру может быть не только положительным, но и отрицательным. В зависимости от своего состояния вода может быть как созидателем цветущей жизни, так и её разрушителем - всё зависит от ее химического и изотопного состава, структурных, биоэнергетических свойств. Аномальные свойства воды были открыты учёными в результате длительных и трудоёмких исследований. Эти свойства столь привычны и естественны в обыденной нашей жизни, что обычный человек даже не подозревает об их существовании. А вместе с тем вода - вечная спутница жизни на Земле действительно оригинальна и неповторима.

Аномальные свойства воды свидетельствуют о том, что молекулы Н2О в воде довольно прочно связаны между собой и образуют характерную молекулярную конструкцию, которая сопротивляется любым разрушающим воздействиям, например, тепловым, механическим, электрическим. По этой причине, например, необходимо затратить много теплоты, чтобы превратить воду в пар. Эта особенность объясняет сравнительно высокую удельную теплоту испарения воды. Становится понятным, что структура воды, характерные связи между молекулами воды, лежат в основе особых свойств воды. Американские ученые У. Латимер и У. Родебуш предложили в 1920 г. эти особые связи называть водородными и с этого времени представление об этом типе связи между молекулами навсегда вошло в теорию химической связи. Не вдаваясь в подробности, отметим только, что происхождение водородной связи обусловлено квантово-механическими особенностями взаимодействия протона с атомами кислорода. Однако наличие водородной связи у воды - это всего лишь необходимое, но не достаточное условие для объяснения необычных свойств воды. Самым важным обстоятельством, объясняющим основные свойства воды, является структура жидкой воды как целостной системы.

Еще в 1916 г. были разработаны принципиально новые представления о строении жидкости. Впервые (В. Кеез и Дж. де Смедт, 1922) с помощью рентгеноструктурного анализа показано, что в жидкостях наблюдается определённая регулярность расположения молекул или иначе - наблюдается ближний порядок расположения молекул. Для жидкой воды характерна упорядоченное размещение молекул воды, т.е. вода имеет определённую регулярную структуру.

Известно, что биологические ткани на 70-90 % состоят из воды. Это позволяет предполагать, что многие физиологические явления могут отображать молекулярные особенности не только растворённого вещества, но в равной степени и растворителя - воды

Дж. Бернал и Фаулер создали концепцию о тетраэдрической структуре воды. В августовском номере 1933 г. только что созданного международного журнала по химической физике «Journal of Chemical Physics» была опубликована их классическая работа о структуре молекулы воды и её взаимодействии с себе подобными молекулами и ионами разных сортов.

Теплоемкость воды аномально высока. Из этого вытекает уникальная способность воды сохранять тепло. Подавляющее большинство других веществ таким свойством не обладают. Эта исключительная особенность воды способствует тому, что у человека нормальная температура тела поддерживается на одном уровне и жарким днем, и прохладной ночью.

Вода имеет первостепенное значение на Земле и во всей Вселенной. Мы живём на водной планете, и наши тела по большей части состоят из воды.

атом вода аномальный

Использованные источники

атом вода аномальный

1.Водный кодекс Российской Федерации от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗСистема ГАРАНТ: http://base.garant.ru/12147594/#ixzz50bUB2woZ .

2.Зацепина Т.Н. Свойства и структура воды [текст]. - М.: Изд-во МГУ,1974. - 168 с.

3.Иванова В.М., Кучер М.И., Френкель Е.Э. К вопросу о качестве воды при изучении экологии [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.scienceforum.ru/2018/3089/221.

4.Кто проверит качество воды? Качество жизни! [Электронный ресурс].

Режим доступа: https://shkolazhizni.ru/archive/0/n-29801/.

5.Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире [текст]. - М.: Педагогика, 1981. - 96 с.

Размещено на Allbest.ru