Поняття молекули (і похідні від нього уявлення про молекулярному будову речовини, структури власне молекули) дозволяє розуміти властивості речовин створюють світ. Сучасні, як і ранні, фізико-хімічні дослідження спираються і базуються на грандіозному відкриття про атомно-молекулярному будову речовини. Молекула - єдина "деталь" всіх речовин, існування якої припустив ще Демокріт. Тому саме її структура і взаємозв'язок з іншими молекулами (утворюючи певну будову і склад) і визначає / пояснює все відмінності між речовинами, їх видом і властивостями.
Сама молекула, будучи не найдрібнішої складовою частиною речовини (якою є атом) має певну структуру, властивості. Визначається структура молекули числом вхожих в неї певних атомів і характером зв'язку (ковалентного) між ними. Склад цей незмінний, навіть якщо речовина перетворюється в інший стан (як наприклад, відбувається з водою - про це піде мова далі).
Молекулярну будову речовини фіксується формулою, яка повідомляє інформацію про атомах, їх кількості. Крім того, молекули складові речовина / тіло не статичні: і самі є рухливими - атоми обертаються, взаємодіючи між собою (притягуються / відштовхуються).Характеристики води, її стану
Склад такого речовини, як вода (так само як і її хімічна формула) знайомий кожному. Кожну її молекулу складають три атома: атом кисню, позначається, буквою "О", і атоми водню - латинська "Н", в кількості 2-х. Форма молекули води не симетрична (схожа з рівнобедреним трикутником).
молекула води
Вода, як речовина, що становлять її молекули, реагує на зовнішню "обстановку", показники навколишнього середовища - температуру, тиск. Залежно від останніх вода здатна змінювати стан, яких три:
- Найбільш звичне, природне для води стан рідке. Молекулярна структура (дігідроль) своєрідного порядку, при якому поодинокі молекули заповнюють (водневими зв'язками) порожнечі.
- Стан пара, при якому молекулярна структура (гідроля) представлена поодинокими молекулами між якими не утворюються водневі зв'язку.
- Тверде стан (власне лід), має молекулярну структуру (трігідроль) з міцними і стійкими водневими зв'язками.
Крім даних відмінностей, природно, різняться і способи "переходу" речовини з одного стану (рідкого) в інші. Ці переходи і трансформують речовину, і провокують передачу енергії (виділення / поглинання). Серед них є процеси прямі - перетворення рідкої води в пар (випаровування), в лід (замерзання) і зворотні - в рідину з пара (конденсація), з льоду (танення). Також і стану води - парообразное і лід - можуть трансформуватися один в одного: сублімація - лід в пар, сублімація - зворотний процес.
Специфічність льоду як стану води
Широко відомо, що лід замерзає (трансформується з води) при перетині температурою в сторону зменшення кордону в нуль градусів. Хоча, в цьому всім зрозуміле явище, є свої нюанси. Наприклад, стан льоду неоднозначно, різні його види, модифікації. Відрізняються вони першочергово умовами, при яких виникають - температурою, тиском. Таких модифікацій налічується аж п'ятнадцять.
Лід в різних своїх видах має різне молекулярну будову (молекули же відрізняються від молекул води). Природний і природний лід, в науковій термінології позначається, як лід Ih - речовина з кристалічною структурою. Тобто, кожна молекула з чотирма оточуючими її "сусідками" (відстань між усіма рівне) створюють геометричну фігуру тетраедр. Інші фази льоду мають більш складною структурою, наприклад високоупорядоченние структура тригонального, кубічного або моноклинного льоду.
Основні відмінності льоду від води на молекулярному рівні
Перше і безпосередньо не відноситься до молекулярному будові води і льоду відмінність між ними - показник щільності речовини. Кристалічна структура, притаманна льоду, утворюючи, сприяє одночасного зменшення щільності (з показника майже в 1000 кг / м³ до 916,7 кг / м³). А це стимулює збільшення обсягу на 10%.
Основна ж відмінність в молекулярній будові цих агрегатних станів води (рідкого і твердого) в кількості, вигляді і силі водневих зв'язків між молекулами. В льоду (твердому стані) ними об'єднані п'ять молекул, а власне зв'язку водневі міцніше.
Відрізняє речовина води в різних її станах (агрегатних) не тільки структура розташування молекул (молекулярну будову), але і рух їх, сила взаємозв'язку / тяжіння між ними. Молекули води в рідкому стані досить слабо притягуються, забезпечуючи плинність води. У твердому ж льоду найбільш сильно тяжіння молекул, тому і мала їх рухова активність (вона забезпечує сталість форми льоду).
