20.3. Вода

Строение и физические свойства

В молекуле воды орбитали кислорода sp³-гибридизованы, она представляет собой тетраэдр, в двух вершинах которого атомы водорода, а в двух остальных неподеленные электронные пары кислорода. Молекула воды полярна, т.е. является диполем. Легко образует водородные связи, благодаря чему обычно ассоциирована (Н₂О)_х. При комнатной температуре степень ассоциации (х) равна 24. Межмолекулярные водородные связи являются причиной аномально высоких теператур плавления (0 ⁰С) и кипения (100 ⁰С) воды по сравнению с ее аналогами (H₂S при обычных условиях газ).

Вода - единственное вещество, у которого плотность жидкой фазы (1 г/см³ при 4 ⁰С) больше, чем твердой, благодаря чему большие водоемы не промерзают до дна. Исключительно высока теплоемкость воды - она является важным регулятором климата, стабилизируя температуру поверхности планеты. Ту же термостатирующую роль играет вода в животных организмах. Благодаря высоким диэлектрической проницаемости и дипольному моменту вода - хороший растворитель.

Организмы животных и растений содержат от 50 до 90 % воды. Вода составляет 61 % от массы тела человека.

Химические свойства

I. Кислотно-основные свойства.

Вода является идеальным амфотерным соединением, т.к. при ее дисссоциации образуются ионы Н^ и ОН^:

Н₂О D H^ + OH^

Более правильно изображать диссоциацию воды иначе:

2H₂O D H₃O^ + OH^

ибо протон (Н^) вступает в донорно-акцепторное взаимодействие с молекулой воды, образуя ион гидроксония [Н₃О]^.

Вода  очень слабый электролит ( < 10^10). При взаимодействии с кислотными оксидами проявляет основные свойства:

SO₃ + H₂O  H₂SO₄

а с основными кислотные:

BaO + H₂O  Ba(OH)₂