Молекула воды имеет угловое строение: ядра входящих в ее состав атомов образуют равнобедренный треугольник, в основании которого находятся 2 атома водорода, а в вершине – атом кислорода. Межъядерное расстояние О-Н близко к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно 0,15 нм, угол между связями Н-О-Н равен 104,5°.
УРОК №
ВОДА. ФИЗИЧЕСКИЕ И
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ
АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ
1. Охарактеризуйте значение воды в
живой и неживой природе.
2. Перечислите известные вам агрегатные
состояния воды.
3. расскажите, какие бывают
атмосферные осадки.
СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ
ВОДЫ
Молекула воды имеет угловое строение:
ядра входящих в ее состав атомов
образуют равнобедренный треугольник, в
основании которого находятся 2 атома
водорода, а в вершине – атом кислорода.
Межъядерное расстояние О-Н близко к 0,1
нм, расстояние между ядрами атомов
водорода равно 0,15 нм, угол между
связями Н-О-Н равен 104,5°.
Из октетной оболочки атома кислорода в
молекуле воды четыре электрона
задействованы в образовании
ковалентных связей О-Н, оставшиеся
четыре составляют две неподеленные
электронные пары:
Н-О-Н
Связи О-Н являются полярными за счет
более высокой электроотрицательности
кислорода, на котором локализован
частичный отрицательный заряд. На
атомах водорода, напротив, создается
заряд
дефицит электронной плотности и
образуется частичный положительный
В целом молекула Н₂О является полярной
молекулой, т.е. диполем.
В физике и химии существуют
различные точки зрения на водородную
связь. В физике ионную, ковалентную и
металлическую химические связи
рассматривают как отдельные типы
связей, тогда как водородную связь в
отдельный тип не выделяют. Она
рассматривается как частный случай
межмолекулярного взаимодействия.
Межмолекулярная водородная связь –
это взаимодействие между атомами
водорода одной молекулы и атомами фтора,
кислорода и азота другой молекулы
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ВОДЫ
При обычных условиях вода – жидкое
прозрачное вещество без цвета, вкуса и
запаха. Плотность жидкой воды имеет
максимальное значение 1г/см³ при 4 °С. При
0° С вода переходит из жидкого состояния
газообразном состоянии.
в твердое – лед. При 100 °С кипит и
переходит в газообразное состояние –
водяной пар. Аналоги воды пол строению и
химическому составу - Н₂S, Н₂Se, Н₂Te – при
комнатной температуре находятся в
Свойства воды
Вода способна расширяться при
замерзании и иметь при +4°С
максимальную плотность.
Вода обладает высокими значениями
удельной теплоты плавления и
удельной теплоты парообразования,
которым академик В.И. Вернадский
придавал планетарное значение, так как
они определяют многие физико-химические
и биологические процессы на Земле.
Свойства воды
Вода имеет высокую удельную
теплоемкость.
Вода имеет высокое поверхностное
натяжение.
Вязкость воды с ростом давления при
температуре ниже -30 °С значительно
уменьшается.
Поверхностным натяжением –
называют величину, равную работе А,
затраченной на увеличение поверхности
жидкости на единицу: σ = А/S, где S –
площадь поверхности.
ДИССОЦИАЦИЯ. ВОДА КАК
РАСТВОРИТЕЛЬ
Вода имеет исключительно важное
значение для жизнедеятельности клеток,
тканей и органов всех живых организмов
на Земле, так как является средой, в
которой происходят реакции,
лежащие в основе обмена веществ и
энергии.
Помимо этого вода выполняет роль
растворителя для различных химических
веществ.
Все вещества делятся на два типа:
1.Гидрофильные – хорошо растворимые
в воде (многие соли, спирты, кислоты,
моносахариды и дисахариды и др);
2.Гидрофобные – плохо растворимые в
воде (жиры, полисахариды, сложные
эфиры, жирные кислоты и др.).
Взаимодействие воды с гидрофильными
веществами определяет такое явление,
как осмос – диффузия воды через
полупроницаемую мембрану,
разделяющую два раствора.
Диффузия – явление взаимного
проникновения молекул одного вещества
между молекулами другого.
Вода – среда и причина диссоциации
электролитов.
Замечательными гидрофильными
веществами являются электролиты –
соединения, которые в водной среде и
под действием ее молекул
распадаются на ионы – диссоциируют.
По способности диссоциировать все
электролиты делятся на слабые и сильные.
1.Слабые электролиты диссоциируют
незначительно и обратимо. При этом
процесс смещен в сторону соединения
ионов в молекулы.
2.Сильные электролиты почти полностью
распадаются на ионы и поэтому
диссоциируют необратимо.
Вода – амфотерное соединение.
Чистую воду можно рассматривать
одновременно и как кислоту, и как
основание. Это результат своеобразной
«борьбы» молекул воды друг с другом.
Одна из молекул «умудряется» вырвать у
соседки протон и присвоить его себе,
превращаясь при этом в ион гидроксония,
т.е. в кислоту, а утратившая протон
молекула становится гидроксид-ионом,
т.е. основанием. Такому явлению дано
особое название – самоионизация.
При ионизации одновременно образуются
катионы водорода и гидроксид-анионы,
т.е. вода является слабым амфотерным
электролитом.
Для измерения концентрации ионов в
любом водном растворе используют так
называемую шкалу рН, с помощью
которой обозначают характер водной
среды.
Растения, живущие на кислых почвах или в
воде с кислотной средой, у которой рН<6,5,
называют ацидофилами (от лат. Кислый и
греч. люблю).
Растения, живущие на щелочных почвах, у
которых рН>7,5, называют базофилами (от
лати. Основание и греч. люблю). Такие почвы
богаты кальцием, магнием и натрием, имеют
пустыни и засушливые степи, где растут
полынь, солянка, лебеда, ковыль и т.д.
Величина рН является характеристикой
для всех жидкостей любого организма и в
норме исключительно постоянна.
В живой природе обеспечение
нормальных для жизнедеятельности
организмов значений рН их жидких сред
очень важно. Оно позволяет
поддерживать гомеостаз – постоянство
внутренней среды организма.
Гидратация – присоединение воды к веществу –
в жизни биосферы имеет большое значение.
Например, гидратация кислотных оксидов
приводит к образованию кислот, которые
восполняют недостаток связанного азота в почве.
Кислотные дожди – это результат
взаимодействия атмосферной влаги с
оксидами, содержащимися в выбросах
вулканических газов, но гораздо чаще – в
выбросах промышленных предприятий и
транспорта. Попадая на листья и хвою
деревьев, они вызывают их ожоги, деревья
заболевают, леса сохнут, погибают мхи и
лишайники.
РЕАКЦИИ ГИДРОЛИЗА
Гидролиз играет огромную роль в
жизнедеятельности разных природных
сред.
Гидролиз – это процесс обменного
взаимодействия веществ с водой,
приводящий к их разложению.
Гидролиз – «насильственное» связывание
одного из ионов, образующихся при
диссоциации воды. Это приводит к
изменению кислотности растворов.
1. Гидролиз по аниону характерен для
солей, образованных сильным
основанием и слабой кислотой.
2. Гидролиз по катиону протекает с
солями, образованными слабым
основанием и сильной кислотой
ФОТОЛИЗ ВОДЫ
Под действием солнечной энергии
происходит фотолиз (от греч. Свет и
разрушение), вода разлагается.
Фотолиз – это процесс распада молекул
вещества под действием поглощенного
им света.
Этот процесс – основа поступления
кислорода в атмосферу Земли и
поддержания постоянства ее состава.
ЗАКРЕПЛЕНИЕ
1. Какое строение имеет молекула воды
2. Какими физическими и химическими
свойствами обладает вода
3. Какие растения называют
ацидофилами, какие – базофилами
4. Что такое гидролиз и фотолиз
Вода. Физические и химические свойства воды.ppt
