Вода строение молекулы: Распространение воды в природе. Строение молекул воды

Содержание

Вода: строение и свойства | CHEMEGE.RU

Вода — строение молекулы, химические и физические свойства. Взаимодействие с простыми веществами (металлами и неметаллами), и со сложными веществами.

Вода

Физические свойства

Молекулы воды связаны водородными связями: nH₂O = (Н₂O)_n, поэтому вода жидкая в отличие от ее газообразных аналогов H₂S, H₂Se и Н₂Те.

Химические свойства

1. Вода реагирует с металлами и неметаллами.

1.1. С активными металлами вода реагирует при комнатной температуре с образованием щелочей и водорода:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

с магнием реагирует при кипячении:

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂

алюминий не реагирует с водой, так как покрыт оксидной плёнкой. Алюминий, очищенный от оксидной плёнки, взаимодействует с водой, образуя гидроксид:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ +3H₂

металлы, расположенные в ряду активности от Al до Н, реагируют с водяным паром при высокой температуре, образуя оксиды и водород:

Fe + 4Н₂O → Fe₃O₄ + 4Н₂

металлы, расположенные в ряду активности от после Н, не реагируют с водой:

Ag + Н₂O ≠

2. Вода реагирует с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов, образуя щелочи (с оксидом магния – при кипячении):

Н₂O + СаО = Са(OH)₂

3. Вода взаимодействует с кислотными оксидами (кроме SiO₂):

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

4. Некоторые соли реагируют с с водой. Как правило, в таблице растворимости такие соли отмечены прочерком:

Например, сульфид алюминия разлагается водой:

Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂S

5. Бинарные соединения металлов и неметаллов, которые не являются кислотами и основаниями, разлагаются водой.

Например, фосфид кальция разлагается водой:

Са₃Р₂ + 6Н₂О → 3Са(ОН)₂ + 2РН₃↑

6. Бинарные соединения неметаллов также гидролизуются водой.

Например, фосфид хлора (V) разлагается водой:

PCl₅ + 4H₂O → H₃PO₄ + 5HCl

6. Некоторые органические вещества гидролизуются водой или вступают в реакции присоединения с водой (алкены, алкины, алкадиены, сложные эфиры и др. ).

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Зависимая от смещения локальная структура молекул воды на границе раздела металлов

У вас не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript
чтобы получить доступ ко всем функциям сайта или получить доступ к нашему
страница без JavaScript.

Выпуск 1, 2018 г.

Из журнала:

Химические науки

Зависимая от смещения локальная структура молекул воды на границе раздела металлов†

Луана С.
Педроза* ^аб

Педро
Брэндимарте, ^CD

Александр Рейли
Роча ^и
и

М. -В.
Фернандес-Серра ^фг

Принадлежности автора

Соответствующие авторы

^и

ICTP Южноамериканский институт фундаментальных исследований, Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista, São Paulo SP 01140-070, Бразилия

Электронная почта:
[email protected]

^б

Centro de Ciências Naturais e Humanas, Федеральный университет ABC, Санто-Андре, Сан-Паулу, Бразилия 09210-170

^с

Centro de Física de Materiales, 20018 Donostia – Сан-Себастьян, Гипускоа, Испания

^д

Международный физический центр Доностия, 20018 Доностия – Сан-Себастьян, Гипускоа, Испания

^и

Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista, São Paulo SP 01140-070, Бразилия

^ф

Факультет физики и астрономии, Университет Стоуни-Брук, Стоуни-Брук, Нью-Йорк, 11794-3800, США

^г

Институт передовых вычислительных наук, Университет Стоуни-Брук, Стоуни-Брук, Нью-Йорк, 11794-3800, США

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> Понимание локальной структуры воды на границе раздела металлических электродов является ключевым вопросом электрохимии на водной основе. Тем не менее реалистичное моделирование такой установки является сложной задачей, особенно когда электроды поддерживаются при разных потенциалах. Чтобы правильно вычислить влияние внешнего потенциала смещения на действительно полубесконечные поверхности, мы объединили методы теории функционала плотности (DFT) и неравновесной функции Грина (NEGF). Эта структура позволяет рассчитать неравновесные силы и динамику и напрямую коррелирует с химическим потенциалом электродов, который вводится экспериментально. В этой работе мы применяем эту методологию для изучения электронных свойств и атомных сил молекулы воды на границе раздела с поверхностью золота. Мы обнаружили, что молекула воды стремится выровнять свой дипольный момент с электрическим полем и либо отталкивается, либо притягивается к металлу в зависимости от знака и величины приложенного смещения асимметричным образом.

Варианты загрузки Пожалуйста, подождите…

Дополнительные файлы

Дополнительная информация
PDF (755 КБ)

Информация о товаре

ДОИ: https://doi.org/10.1039/C7SC02208E
Тип изделия: Кромка Артикул
Отправлено: 16 мая 2017 г.
Принято: 03 окт. 2017
Впервые опубликовано: 11 окт. 2017 г.
Эта статья находится в открытом доступе
Все расходы на публикацию этой статьи были оплачены Королевским химическим обществом.

Скачать цитату

Хим. науч. , 2018, 9 , 62-69

BibTexEndNoteMEDLINEProCiteReferenceManagerRefWorksRIS

Разрешения

Запросить разрешения

Социальная деятельность

Получение данных из CrossRef.
Загрузка может занять некоторое время.

Прожектор

Объявления

WVCA — МОЛЕКУЛА ВОДЫ

МОЛЕКУЛА ВОДЫ

Вода имеет очень простую атомную структуру. Эта структура состоит из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода в форме буквы V. Атом кислорода сильнее притягивает электроны, чем водород. Водородная сторона молекулы воды имеет небольшой положительный заряд. На другой стороне молекулы существует отрицательный заряд. Это придает воде асимметричное распределение заряда. Молекулы, которые имеют концы с частичным отрицательным и положительным зарядом, известны как полярные молекулы. Именно это полярное свойство позволяет воде разделять полярные молекулы растворенных веществ, объясняет, почему вода может растворять так много веществ, и отвечает за ее сильное поверхностное натяжение.

Природа атомной структуры воды обусловливает ее молекулы с уникальными физическими свойствами.

Твердое, жидкое, газообразное
Вода уникальна тем, что это единственное природное вещество, которое находится во всех трех состояниях — жидком, твердом (лед) и газообразном (пар) — при обычных для Земли температурах.

Платежеспособность
Воду часто называют «универсальным растворителем». Он способен растворять большое количество различных химических соединений. Эта функция также позволяет воде переносить растворенные питательные вещества в стоках, инфильтрации, подземных водах и живых организмах.

Поверхностное натяжение
Вода имеет высокое поверхностное натяжение. Другими словами, вода клейкая и эластичная, и имеет тенденцию собираться в капли, а не растекаться по поверхности в виде тонкой пленки. Это явление также приводит к тому, что вода прилипает к сторонам вертикальных конструкций, несмотря на гравитационное притяжение. Высокое поверхностное натяжение воды позволяет образовывать капли воды и волны, позволяет растениям перемещать воду (и растворенные питательные вещества) от корней к листьям, а также движение крови по крошечным сосудам в телах некоторых животных.

Удельная теплоемкость
Вода имеет высокую удельную теплоемкость. Удельная теплоемкость – это количество энергии, необходимое для изменения температуры вещества. Поскольку вода имеет высокую удельную теплоемкость, она может поглотить большое количество тепловой энергии, прежде чем начнёт нагреваться. Это также означает, что вода медленно выделяет тепловую энергию, когда ситуация заставляет ее охлаждаться. Высокая удельная теплоемкость воды позволяет смягчать климат Земли и помогает организмам более эффективно регулировать температуру своего тела.

рН
pH относится к воде, которая является либо кислотой, либо основанием, либо ни тем, ни другим (нейтральным). pH 7 считается нейтральным, pH ниже 7 — «кислым», а pH выше 7 — «основным» или «щелочным». Вода в чистом виде имеет нейтральный рН. В результате чистая вода не является ни кислой, ни щелочной. Вода меняет свой рН, когда в ней растворяются вещества. Дождевая вода не чистая вода. Он содержит заметные количества натрия, калия, кальция, магния, хлорида и сульфата, а также растворенные газы углекислый газ, кислород и азот из атмосферы. Дождь имеет естественно кислый рН около 5,6. Обычно это нейтрализуется, когда вода просачивается через почву и поглощает ионы кальция и магния.

Подобно шкале Рихтера, используемой для измерения землетрясений, шкала рН является логарифмической. pH 5,5 в 10 раз более кислая, чем вода с pH 6,5. Таким образом, небольшое (внезапное) изменение pH является скорее химическим изменением (и более стрессовым для рыб!), чем может показаться на первый взгляд.

Одной из основных проблем загрязнения из неточечных источников во многих государствах является кислотное осаждение. Основными загрязнителями являются: сульфаты и нитраты.

Проводимость
Вода проводит тепло легче, чем любая жидкость, кроме ртути. Этот факт приводит к тому, что большие водоемы с жидкой водой, такие как озера и океаны, имеют по существу однородный вертикальный температурный профиль.

Другие интересные факты о воде:

Вода существует в жидком состоянии в важном диапазоне температур от 0 до 100° по Цельсию.