Aký je rozdiel medzi molekulami vody a molekulami ľadu?

Koncepcia molekuly (a myšlienky o molekulárnej štruktúre látky, štruktúre molekuly samotnej), ktorá z nej vyplýva, umožňuje pochopiť vlastnosti látok vytvárajúcich svet. Moderné, ako aj skoré, fyzikálno-chemické štúdie sú založené na veľkom objave atómovo-molekulárnej štruktúry hmoty a sú založené na nej. Molekula je jediným „detailom“ všetkých látok, ktorých existenciu navrhol Democritus. Preto práve jeho štruktúra a vzájomný vzťah s inými molekulami (tvoriacimi určitú štruktúru a zloženie) určuje /vysvetľuje všetky rozdiely medzi látkami, ich typom a vlastnosťami.

Samotná molekula, ktorá nie je najmenšou zložkou látky (ktorá je atómom), má určitú štruktúru, vlastnosti. Štruktúra molekuly je určená počtom atómov v nej definovaných a povahou väzby (kovalentnej) medzi nimi. Toto zloženie sa nemení, aj keď sa látka premieňa na iný stav (ako príklad sa to deje s vodou - bude to ďalej diskutované).

Molekulová štruktúra látky je stanovená vzorcom, ktorý poskytuje informácie o atómoch, ich počte. Okrem toho molekuly tvoriace substanciu /telo nie sú statické: pohybujú sa aj sami - atómy sa otáčajú, vzájomne pôsobia (priťahujú /odpudzujú).

Vlastnosti vody, jej stav

Zloženie látky, ako je voda (ako aj jej chemický vzorec), je každému známe. Každá z jej molekúl sa skladá z troch atómov: atóm kyslíka, označený písmenom „O“, a atómy vodíka - latinka „H“ v čísle2. Tvar molekuly vody nie je symetrický (podobný rovnoramennému trojuholníku).

Molekula vody

Voda ako látka, jej molekuly, reaguje na vonkajšie „prostredie“, environmentálne ukazovatele - teplotu, tlak. V závislosti od druhej môže voda zmeniť stav, z toho tri:

  1. Najbežnejší prirodzený stav vody je kvapalný. Molekulárna štruktúra (dihydrol) zvláštneho poradia, v ktorom jednotlivé molekuly vypĺňajú (vodíkovými väzbami) dutiny.
  2. Stav pary, v ktorom molekulová štruktúra (hydrol) je reprezentovaná jednotlivými molekulami, medzi ktorými sa nevytvárajú vodíkové väzby.
  3. Pevné skupenstvo (samotný ľad) má molekulovú štruktúru (trihydrol) so silnými a stabilnými vodíkovými väzbami.

Okrem týchto rozdielov sa prirodzene líšia aj spôsoby „prechodu“ látky z jedného stavu (kvapalného) do druhého. Tieto prechody a transformácia látky a vyvolanie prenosu energie (uvoľňovanie /absorpcia). Medzi ne patria priame procesy - premena kvapalnej vody na paru (odparovanie), na ľad (zamrznutie) a spätné - na kvapalinu z pary (kondenzácia), z ľadu (tavenie). Aj stav vody - pary a ľadu - sa môže vzájomne premieňať: sublimácia - ľad na pary, sublimácia - opačný proces.

Špecifickosť ľadu ako stavu vody

\ t

Je všeobecne známe, že ľad zmrzne (transformuje sa z vody), keď prekročí teplotu v smere zníženia hranice na nulu. Aj keď vTo je jasný jav, existujú určité nuansy. Napríklad stav ľadu je nejednoznačný, jeho typy a modifikácie sú odlišné. Líšia sa predovšetkým v podmienkach, v ktorých vznikajú - teplota, tlak. Existuje už pätnásť takýchto úprav.

Ľad v rôznych formách má inú molekulovú štruktúru (molekuly sú nerozoznateľné od molekúl vody). Prírodný a prírodný ľad, vo vedeckej terminológii označovanej ako ľad Ih - látka s kryštalickou štruktúrou. To znamená, že každá molekula so svojimi štyrmi „susedmi“ ju obklopuje (vzdialenosť medzi všetkými je rovnaká) vytvára geometrický tvar tetraedra. Ostatné ľadové fázy majú komplexnejšiu štruktúru, napríklad vysoko usporiadanú štruktúru trigonálneho, kubického alebo monoklinického ľadu.

Hlavné rozdiely medzi ľadom a vodou na molekulárnej úrovni

\ t

Prvý a nie priamo súvisiaci s molekulovou štruktúrou vody a ľadu je rozdiel medzi nimi - ukazovateľom hustoty látky. Kryštalická štruktúra v ľade, keď sa tvorí, prispieva k súčasnému poklesu hustoty (z indikátora takmer 1000 kg /m³ na 916,7 kg /m³). To stimuluje nárast objemu o 10%.

Hlavný rozdiel v molekulárnej štruktúre týchto agregačných stavov vody (kvapalina a tuhá látka) vje množstvo, typ a sila vodíkových väzieb medzi molekulami . V ľade (tuhý stav) kombinujú päť molekúl a vlastné vodíkové väzby sú silnejšie.

Molekuly látok vody a ľadu, ako už bolo spomenuté, sú rovnaké. Ale atóm v molekulách ľadukyslík (na vytvorenie kryštálovej "mriežky" látky) tvorí vodíkové väzby (dva) s molekulami "susedmi".

Rozlišuje substanciu vody v jej rôznych stavoch (agregačne) nielen štruktúru usporiadania molekúl (molekulárna štruktúra), ale aj ich pohyb, silu vzťahu /príťažlivosti medzi nimi. Molekuly vody v kvapalnom stave sú skôr slabo priťahované, čím sa zabezpečuje tekutosť vody. V tuhom ľade je najsilnejšia príťažlivosť molekúl, preto je ich fyzická aktivita malá (zaisťuje stálosť tvaru ľadu).