свойства воды волнуют и вечно удивляют ученых… Им до сих пор полностью не открыты все её секреты. Сегодня каждый школьник знает, что вода это просто Н2О. Да и вся наука вплоть до конца 13 века считала воду обычным химическим элементом. В 1805 году Александр Гумбольдт и Жозеф-Луи Гей-Люссак установили, что вода – не элемент, а соединение водорода и кислорода. И на том успокоились, вплоть до начала XIX века, без малого, на целых сто лет.
Рис. 5.
Тем не менее, стало понятно, как образуются ковалентные связи электронов двух атомов водорода с шестью внешними электронами атома кислорода. Ковалентная связь (от лат. со – «совместно» и vales – «имеющий силу») – химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентных электронных облаков, которые в случае с водородной парой встраиваются в «вакантные» места внешней орбиты электронов атома кислорода. Но не все так просто, как кажется.
И доказательством этому может служить представленная, и до сих пор всё ещё «гипотетическая», схема структуры молекулы воды. Дело в том, что электроны не сосредоточены в одной точке, а «размазываются» по орбите в виде электронного облака. Орбиты электронов двух атомов водорода и двух внутренних электронов атома кислорода – шарообразны, а шесть других внешних электронов кислорода имеют сложную орбиту в форме объёмной восьмерки, направленной по трем координатным осям.
Рис. 6.
В общем, схему тетраэдра молекулы воды наука представляет в таком виде.
Вроде бы чего уж тут сложного, два простейших атома водорода вкупе с легким атомом кислорода и все! Но, помимо всего прочего, такая структура молекула воды придает ей диамагнитные свойства. Это диполь, т.е. на одной стороне – положительный заряд, на другой – отрицательный (+ и –). Точь-в-точь по известной поговорке: «Все гениальное просто»!
И простота строения воды – действительно гениальное творение природы! В газообразном состоянии (18 моль) она легче воздуха, а в жидком – увесистая жидкость с уникальными свойствами теплоёмкости. Она замерзает при нуле градусов по Цельсию, но до того (с температуры +4°С) расширяется и имеет минимальный удельный вес, что позволяет ледяному панцирю защищать водоёмы от промерзания на всю глубину, сохраняя всю водную биоту и вообще жизнь на Земле. По В.И. Вернадскому, действуя как мощный геологический фактор, она определяет лик Земли. Он писал: «Нет такого компонента, который мог бы "сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое бы ее не включало". Среди всех веществ, имеющихся на Земле, вода, благодаря уникальности своих физических и химических свойств, занимает исключительное положение в природе и, особенно, в возникновении жизни на планете Земля. В одних случаях вода входит в состав веществ, будучи связанной химически, в других – в виде изолированных молекул, удерживаясь за счет межмолекулярных взаимодействий, в третьих – в физико-химическом состоянии, заполняя структурные полости и создавая удивительные кластерные структуры. Но главное в том, что Вода – основа жизнедеятельности всех живых
