Ce constă în apă: din care molecule și atomi

Apa - componenta principală a întregii vieți pe Pământ. Este, de asemenea, habitatul organismelor și elementul principal al structurii lor și, prin urmare, sursa vieții. Este utilizat în toate industriile. Prin urmare, imaginați-vă viața cu o lipsă de apă este foarte dificilă.

Ce este inclus în apă

Toată lumea este perfect conștientă de faptul că apa constă în hidrogen și oxigen. Aceasta este într-adevăr așa. Dar, pe lângă aceste două elemente, apa din compoziția sa are încă o listă uriașă de componente chimice.

Din ce constă apa?

Este inerent in aceasta sa fie transformata trecand printr-un ciclu hidrologic: evaporare, condensare si precipitare sub forma precipitatiilor. Pe parcursul acestor fenomene, apa intră în contact cu o varietate de compuși de natură organică, cu metale, gaze, ca urmare a faptului că lichidul este completat de diverse elemente.

Elementele care alcătuiesc apa sunt împărțite în 6 categorii:

1. Ionii. Acestea includ: cationi Na, K, Mg, Ca, anioni: Cl, HCO₃ și SO_4. Aceste componente sunt în apă în cea mai mare cantitate, în comparație cu altele. În lichid, ele provin din straturi de sol, minerale naturale, roci și, de asemenea, ca elemente ale dezintegrării produselor industriale.
2. Gaze dizolvate: oxigen, azot, hidrogen sulfurat, dioxid de carbon și altele. Cantitatea fiecărui gaz din apă depinde direct de temperatura sa.
3. Nutrienți. Principalele sunt fosforul și azotul, care intră în lichid din precipitații, canalizare și apă agricolă.
4. Oligoelementele. Acestea numără aproximativ 30 de specii. Indicii lor în compoziția apei sunt foarte mici și variază de la 0,1 la 1 micrograme per litru. Acestea includ: brom, seleniu, cupru, zinc etc.
5. Substanțe organice dizolvate în apă și substanțe care conțin azot. Acestea sunt alcooli, carbohidrați, aldehide, fenoli, peptide și așa mai departe.
6. Toxinele. Acestea sunt în principal metale grele și produse rafinate.

Molecule de apă

Deci, din ce molecule se compune apa?

Formula de apă este trivială - H₂A. Și arată că molecula de apă constă din hidrogen și atomi de oxigen. O relație stabilă a fost stabilită între ele.

Masa moleculei este de 18,016 g / mol, unde hidrogenul reprezintă 11,19% și oxigenul pentru 88,81%.

Molecula de apă este polară, deoarece nu are un centru specific în jurul căruia se concentrează sarcini pozitive și negative, dar are doi poli opuși încărcați.

Apa constă din atomi, unghiul dintre care variază în funcție de starea agregată a lichidului. Deci, când este într-o stare de gaz, unghiul dintre hidrogen și oxigen este de 104^despre, în stare solidă - 109^despre. Acești parametri, precum și distanța dintre atomi sunt de asemenea afectați de componentele prezente.

Structura moleculei

Anterior, sa considerat din care se compune apa atomica. Acesta este hidrogenul și oxigen. Oxigenul joacă rolul principal. În jurul acestui element sunt plasați electroni încărcați negativ, iar protonii încărcați pozitiv sunt concentrați în apropierea atomilor de hidrogen. Un astfel de raport al polilor moleculei afectează natura legăturii moleculare - este polar.

Deoarece doi atomi de hidrogen sunt de aceeași încărcătură, respectiv, ei sunt separați unul de celălalt. Aceasta afectează unghiul rezultat între atomii de oxigen și hidrogen, este de 104,5^despre. Datorită eterogenității polilor, o moleculă de apă se numește dipol. Această proprietate provoacă neobișnuite caracteristicile moleculei.

Cum arată molecula de apă în spațiu? Pentru a determina forma unei molecule, conectați centrele atomilor cu linii drepte, rezultând o figură tridimensională - un tetraedru. Aceasta este structura apei.

Forma moleculei de apă poate varia în funcție de starea agregată a acesteia. Starea gazoasă este caracterizată de unghiul dintre atomii de oxigen și hidrogen din 104,27^despre, pentru o stare solidă - 109,5^despre, pentru lichid - 105,03^despre.

Moleculele care alcătuiesc apa ocupă un anumit volum în spațiu, în timp ce cojile lor sunt acoperite cu un nor electronic în formă de văl. Un fel de molecule de apă, considerate în plan este comparat cu cromozom în formă de X, care servește pentru transferul informației genetice, și, în consecință, dă naștere unei noi vieți. Din această formă se efectuează analogia cromozomului și a apei ca surse de viață.

În spațiu, molecula arată ca un triunghi tridimensional, un tetraedru. Această formă este foarte stabilă și se schimbă numai datorită influenței factorilor fizici externi asupra apei.

Din ce constă apa? Din acei atomi care sunt supuși influenței forțelor van der Waals, formarea legăturilor de hidrogen. În acest sens, se formează asociați și grupări aleatorii între oxigenul și hidrogenul moleculelor învecinate. Primele sunt structuri neordonate, al doilea sunt asociați ordonați.

În starea familială de apă, numărul de asociați este de 60%, grupurile - 40%.

Între moleculele de apă adiacente, formarea de poduri de hidrogen, care contribuie la formarea diferitelor structuri - clustere.

Clusterele sunt capabile să interacționeze între ele prin legături de hidrogen, ceea ce duce la apariția structurilor unei noi ordini - hexaedruri.

Structura electronică a moleculei de apă

Atomii sunt ceea ce constă în apă și fiecare atom are propria sa structură electronică. Deci, formula grafică a nivelelor electronice arată astfel: ₈Aproape 1s²2s²2p⁴, ₁H 1s¹.

Atunci când apare formarea unei molecule de apă, apare suprapunerea norii de electroni: doi electroni necompuși ai oxigenului se suprapun cu un electron de hidrogen nepereche. Ca urmare a suprapunerii, un unghi între atomii din 104^despre.

Starea agregată a apei

Așa cum am menționat deja, moleculele de apă sunt dipoli, iar acest fapt afectează neobișnuitul proprietățile materiei. Una dintre astfel de proprietăți este că apa poate fi prezentă în natură în trei stări agregate: lichid, solid și vapori.

Trecerea de la o stare la alta se datoreaza urmatoarelor procese:

1. Fierbere - de la lichid la abur.
2. Condensarea - trecerea vaporilor lor într-un lichid (precipitare).
3. Cristalizarea - când lichidul se transformă în gheață.
4. Topirea este procesul de topire a gheții și de obținere a lichidului.
5. Sublimarea este transformarea gheții într-o stare de vapori.
6. Desublimarea este reacția inversă a sublimării, adică trecerea aburului în gheață.

Structura rețelei moleculare depinde de starea apei.

concluzie

Astfel, se poate spune că apa este substanță complexă cu o structură simplă, care poate varia în funcție de starea sa. Și ne-a devenit clar ce molecule se compune din apă.