Vandens molekulių sandara ir savybės
5 (100%) 1 vote

Vandens molekulių sandara ir savybės

Vandens molekulių sandara ir savybės

Vandenį pažįstame įvairiausių pavidalų: jis telkšo, teka, trykšta ir laša; storiau¬si ledo sluoksniai yra užkloję Žemės ašigalius, netoli jų plaukioja didžiuliai ledkal¬niai, boluoja ledu apsidengusios kalnų viršūnės, upes ir ežerus kausto ledas; ga¬ruoja įšilusi žemė, iš karštųjų versmių veržiasi garai, tvyro rūkai, dangumi plaukia debesys.

Vanduo nepaprasta medžiaga. Gamtoje jo randama visų trijų agregatinių būse¬nų – skysto, kieto ir dujinio (2.1 pav.).

Lentelėje palyginkite vandens, metano, azoto ir kitų dujų molekulinę masę, ly¬dymosi ir virimo temperatūrą.

Pavadinimas Formulė Masė (a.m.v.) Lydymosi temperatūra, °C Virimo temperatūra, °C

Metanas

Amoniakas

Vanduo

Neonas

Azotas

Deguonis

Vandenilio sulfidas CH4

NH3

H2O

Ne

N2

O2

H2S 16

17

18

20

28

32

34 -183

-77,7

0

-249

-209,8

-218,7

-85,5 -164

-33,3

100

-246

-195,8

-182,9

-60,7

2.1 pav.

Matote, jog vandens molekulės masė yra mažesnė už daugelio dujų masę. Kodėl vanduo normaliomis sąlygomis yra skystis, o ne dujos, atsakysite panagrinėję vandens mo¬lekulės sandarą.

Vandens molekulėje vandenilio atomai susijungę su de¬guonies atomais kovalentiniu poliniu ryšiu.

Atkreipkite dėmesį, kad deguonies atomas turi dar dvi elektronų poras, neturinčias ryšio su vandenilio atomais (2.2 pav.).

Molekulė stipriai polinė, supaprastintai ji vaizduojama taip:

Vandenilinis ryšys

Kai suartėja vandens molekulių priešingo ženklo poliai, tarp molekulių atsiranda traukos jėgos – vandenilinis ryšys, kurį sutarta žymėti punktyru arba taškais (2.3 pav.).

Panagrinėkite, kodėl atsiranda šis ryšys. Deguonies ato¬mas yra elektriškai neigiamesnis negu vandenilio, todėl vandens molekulėje deguonis pritraukia prie savęs O ← H ryšio elektronus. Elektronų debesis, supantis vandenilio atomo branduolį (protoną), gerokai praretėja. Šis pusnuo¬gis protonas ir sudaro papildomą ryšį su kitos vandens mo¬lekulės deguonies atomo ryšio nesudariusia elektronų pora. Taip susidaro vandenilinis ryšys.

Skysto vandens molekulės tarpmolekuliniais vandenili¬niais ryšiais susaistytos į poras, trejetus ir dar didesnius ag¬regatus (2.4 pav.), kuriuos būtų galima išreikšti bendra for¬mule (H20)n. Paprastame vandenyje nusistoja pusiausvyra (H20)n nH20 (2.5, 2.6 pav.), kurią nuolat sutrikdo tem¬peratūros ir kitos sąlygos.

Garinant vandenį, tie ryšiai nutrūksta ir molekulės viena nuo kitos atsiskiria. Tačiau pačios molekulės nesuyra.



Ryšys tarp vandens molekulių yra daug silpnesnis už ryšį tarp deguonies ir vandenilio atomų.

Vandenilinis ryšys susidaro ne tik tarp vandens molekulių, bet ir tarp kitų me¬džiagų, pavyzdžiui, skysto amoniako, molekulių (2.7 pav.).

Amoniako molekulė (2.8 pav.) yra taip pat polinė.

Amoniako molekulės viena kitą traukia silpniau negu vandens molekulės, nes amoniako molekulės poliškumas ne toks ryškus (palyginkite elektrinio neigiamu¬mo skirtumą tarp H ir O, H ir N atomų; (2.9 pav.).

Vandenilinis ryšys tuo stipresnis, kuo didesnis elektrinis neigiamumas to ato¬mo, su kuriuo vandenilis yra susijungęs molekulėje.

Stipriausiai vandeniliniai ryšiai suriša vandenilio fluorido HF molekules, nes fluoro atomo elektrinis neigiamumas yra didžiausias.

Vandenilio atomas, susijungęs su kito elemento atomu, kurio elektrinis neigia¬mumas yra gerokai didesnis negu vandenilio, sudaro dar vieną papildomą ryšį su kitos molekulės atomu, turinčiu didesnį elektrinį neigiamumą negu vandenilis.



Dviejų nemetalų atomų, esančių skirtingose molekulėse, ryšys per vandenilio atomą, o tiksliau per protoną, vadinamas vandeniliniu ryšiu.

Šis ryšys gerokai silpnesnis už kovalentinį polinį ryšį.

Vandeniliniai ryšiai lemia vandens fizikines savybes. Jei šių ryšių nebūtų, vanduo kambario temperatūroje turėtų būti dujos, kaip iš pana¬šios masės molekulių susidedantis metanas CH4, tarp kurio molekulių vandenilinis ryšys nesusidaro. H2O molekules sieja stiprūs vandeniliniai ryšiai, tarp NH3 – sil¬pnesni, o tarp CH4 molekulių jie visai nesusidaro.

Nesunku suprasti, kad vandens molekulė, panaudodama du savo vandenilio atomus ir dvi deguonies elektronų poras, gali sudaryti keturis vandenilinius ryšius. Visi keturi galimi vandeniliniai ryšiai susidaro ledo kristale. Čia kiek¬viena vandens molekulė vandeniliniais ryšiais susijusi su keturiomis gretimo¬mis molekulėmis. Ledo kristalas yra taisyklingas, sudėtingas architektūrinis statinys (2.10 pav.).

Ledo kristale tarp taisyklingai išsirikiavusių molekulių lieka didokų tuštymių, todėl ledas lengvesnis už skystą vandenį. Ši vandens savybė yra ypatinga, nes be¬veik visos kietos medžiagos yra tankesnės negu skystos.

Ypatinga yra ir skysto vandens tankio priklausomybė nuo temperatūros. Pa¬prastai skysčių tankis mažėja kylant temperatūrai, o vandens tankis didžiausias

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 742 žodžiai iš 2450 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.