Budowa cząsteczki wody i jej konsekwencje Oliwia Ptaszyk kl. 2bG

Budowa cząsteczki wody Cząsteczka wody składa się z jednego atomu tlenu oraz dwóch atomów wodoru. W cząsteczce wody występują dwa wiązania kowalencyjne spolaryzowane, pomiędzy atomami wodoru i tlenu. Obie pary elektronowe są przesunięte w kierunku atomu tlenu, ponieważ elektroujemność (zdolność danego atomu do przyciągania innych atomów) atomu tlenu jest większa niż elektroujemność atomów wodoru. Pojedyncza cząsteczka wody jest dipolem, ma dwa bieguny.

Szczegóły budowy cząsteczki wody Kąt między prostymi łączącymi środki atomów w cząsteczce wynosi ok. 104,45º Odległość między środkiem atomu tlenu i środkiem atomu wodoru wynosi 95,84 pikometra, 1 pikometr = 10-12 m

KONSEKWENCJE BUDOWY CZĄSTECZKI WODY

Łączenie się cząsteczek wody Atomy wodoru (+) są przyciągane przez atomy tlenu (-), co powoduje łączenie cząsteczek w większe grupy, czyli asocjację.

Rozszerzalność temperaturowa temp. [°C] gęstość [kg/m³] +100   958,4 +80   971,8 +60   983,2 +40   992,2 +30   995,6502 +25   997,0479 +22   997,7735 +20   998,2071 +15   999,1026 +10   999,7026 +4   999,9720 0   999,8395 −10   998,117 −20   993,547 −30   983,854 Dzięki budowie cząsteczki wody oraz wiązaniom wodorowym łączącym cząsteczki wody woda ma charakterystyczną rozszerzalność temperaturową. Poniżej +3,98 °C objętość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, co jest niespotykane wśród innych substancji.

Rozszerzalność temperaturowa temp. [°C] gęstość [kg/m³] +100   958,4 +80   971,8 +60   983,2 +40   992,2 +30   995,6502 +25   997,0479 +22   997,7735 +20   998,2071 +15   999,1026 +10   999,7026 +4   999,9720 0   999,8395 −10   998,117 −20   993,547 −30   983,854 Największą gęstość, czyli najmniejszą objętość woda ma przy +4 °C Woda podczas zamarzania zwiększa swoją objętość, czego konsekwencją jest np. rozsadzanie skał oraz to, że lód pływa po powierzchni wody, a nie w niej tonie- dzięki temu możliwe jest życie podczas na dnie zbiornika wodnego, gdy jego górna część jest zamarznięta.

Rozpuszczanie substancji w wodzie W wodzie lepiej się rozpuszczają substancje o budowie polarnej (tak jak woda). Wówczas cząsteczki układają się w taki sposób, że dodatni biegun cząsteczki wody styka się z ujemnym biegunem substancji rozpuszczanej, i odwrotnie. Na ilustracji jest przedstawione rozpuszczanie się chlorku soli (NaCl) w wodzie. Dodatnie naładowane atomy wodoru przyciąga się z ujemnie naładowanym atomem chloru, ujemnie naładowane atomy tlenu przyciągają się z dodatnio naładowanym atomem sodu.

Płatki śniegu Każdy płatek śniegu ma zawsze symetrię sześciokąta foremnego; zawdzięcza to budowie cząsteczek wody, które łączą się ze sobą w charakterystyczną siatkę. Początkowo powstaje sześciokątny płaski kryształ o wielkości ułamka milimetra. W temperaturach między -1 °C a -3 °C oraz między -10 °C a -20 °C warunki bardziej sprzyjają osadzaniu się lodu na krawędziach i na krysztale wyrasta sześć ramion. W temperaturach między -5 °C a -10 °C oraz poniżej -20 °C bardziej sprzyjają osadzaniu się lodu na powierzchniach, a wtedy kryształ rośnie w pionie i przyjmuje kształt igły. W przypadkowych miejscach igły rozpoczyna się krystalizacja nowej igły, tworzącej z wyjściową kąt 60°.

Źródła Encyklopedia szkolna PWN Wikipedia.ogr Podręcznik „Chemia Nowej Ery”

Dziękuję za uwagę