Концепцията за молекула (и нейните производни идеи за молекулната структура на материята, структурата на самата молекула) ни позволява да разберем свойствата на веществата, които създават света. Съвременните, както и ранните, физични и химични изследвания се основават и се основават на грандиозно откритие за атомно-молекулярната структура на материята. Молекулата е един-единствен „детайл“ от всички вещества, съществуването на които беше предложено от Демокрит. Следователно именно неговата структура и връзка с други молекули (формиране на специфична структура и състав) определя / обяснява всички разлики между веществата, техния вид и свойства.
Самата молекула, тъй като не е най-малкият компонент на веществото (което е атом), има определена структура, свойства. Структурата на молекулата се определя от броя на включените в нея специфични атоми и от естеството на връзката (ковалентна) между тях. Този състав е непроменен, дори ако веществото се преобразува в различно състояние (например става с вода - това ще бъде обсъдено по-късно).
Молекулната структура на веществото се фиксира с формула, която предоставя информация за атомите и тяхното количество. Освен това молекулите, които съставляват веществото / тялото, не са статични: самите те са подвижни - атомите се въртят, взаимодействат помежду си (привлечени / отблъснати).Характеристики на водата, нейното състояние
Съставът на вещество като вода (както и химическата му формула) е познат на всички. Всяка от неговите молекули е съставена от три атома: кислороден атом, обозначен с буквата "О", и водородни атоми - латиница "Н", в количество 2. Формата на водната молекула не е симетрична (подобно на равнобедрен триъгълник).
Водна молекула
Водата, като веществото, което изгражда молекулите й, реагира на външната „среда“, индикаторите на околната среда - температура, налягане. В зависимост от последното, водата е в състояние да промени състоянието, от които има три:
- Най-честото, естествено състояние на водата е течно. Молекулна структура (дихидрол) от особен ред, в който единични молекули запълват (с водородни връзки) празнини.
- Състоянието на пара, при което молекулната структура (хидрол) е представена от единични молекули, между които водородните връзки не се образуват.
- Твърдото състояние (самият лед) има молекулярна структура (трихидрол) със силни и стабилни водородни връзки.
В допълнение към тези различия естествено се различават и методите за „преход“ на вещество от едно състояние (течно) в друго. Тези преходи трансформират веществото и провокират прехвърлянето на енергия (освобождаване / абсорбция). Сред тях има директни процеси - превръщане на течната вода в пара (изпаряване), в лед (замръзване), и обратни процеси - в течност от пара (кондензация), от лед (топене). Също така състоянията на водата - пари и лед - могат да се трансформират едно в друго: сублимация - лед към пара, сублимация - обратен процес.
Спецификата на леда като състояние на водата
Широко известно е, че ледът замръзва (трансформира се от вода), когато пресече температурата в посока на намаляване на границата с нула градуса. Въпреки че, в това все разбираемо явление има някои нюанси. Например състоянието на леда е нееднозначно, неговите видове и модификации са различни. Те се различават главно по условията, при които възникват - температура, налягане. Вече има петнадесет такива модификации.
Ледът в различните си форми има различна молекулна структура (молекулите са неразличими от молекулите на водата). Природен и природен лед, в научната терминология, наречен лед Ih - вещество с кристална структура. Тоест всяка молекула с четири „съседи“, които я заобикалят (еднакво разстояние между всички) създава геометрична форма на тетраедъра. Други фази на леда имат по-сложна структура, например силно подредената структура на триъгълни, кубични или моноклинични ледове.
Основните разлики между лед и вода на молекулно ниво
Първата и не е пряко свързана с молекулната структура на водата и леда, разликата между тях е показател за плътността на веществото. Кристалната структура, присъща на леда, образувайки се, допринася за едновременно намаляване на плътността (от индикатор от почти 1000 kg / m³ до 916.7 kg / m³). А това стимулира 10% увеличение на обема..
Основната разлика в молекулната структура на тези агрегатни състояния на водата (течни и твърди) в количество, вид и сила на водородните връзки между молекулите. В лед (твърдо състояние) те комбинират пет молекули, а самите водородни връзки са по-силни.
Веществото на водата в различните й състояния (съвкупност) се отличава не само с подреждането на молекулите (молекулна структура), но и с тяхното движение, силата на връзката / привличането между тях. Молекулите на водата в течно състояние са доста привлечени, осигурявайки течливост на водата. В твърдия лед привличането на молекулите е най-интензивно, поради което двигателната им активност е ниска (осигурява постоянството на формата на леда).
