Вода как химическое соединение

ВОДА И ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ

Лекция 1

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, и имеет простую на первый взгляд формулу Н₂О. Молекула воды имеет следующее строение:

Н^δ+

^δ-О) 104,5⁰

Н^δ+

Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О - Н 0,0957 нм (0,96 А°), угол между связями О - Н 104,5 °, энергия ионизации 12,6 эВ.

Направленность химических связей и распределение электронных плотностей в молекуле воды можно объяснить электростатическим взаимодействием между атомами водорода при образовании связей О-Н и гибридизацией s- и р- электронных орбиталей атома кислорода.

Электронное облако молекулы воды имеет вид четырех лепестков, направленных к вершинам неправильного тетраэдра. В двух вершинах одной грани находятся электронные пары, осуществляющие связь О-Н, а в двух вершинах противоположной грани находятся не поделенные электронные пары атома кислорода. Электронное облако в молекуле воды смещается к атому кислорода, т.к. он имеет большую электроотрицательность. Вследствие этого вблизи ядер атомов водорода создается избыток положительного заряда, поэтому молекула воды полярна.

Рис. 1 Электронное облако Рис. 2 Электронные орбитали

молекулы воды молекулы воды

Полярные молекулы характеризуются электрическим моментом диполя, для воды он равен 1,84 дебая. Благодаря наличию дипольного момента между молекулами воды проявляется сильное взаимодействие с образованием водородной связи.

Водородная связь возникает в результате внедрения очень малого по размерам положительно поляризованного атома водорода одной молекулы в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома кислорода другой молекулы воды. Длина водородной связи О...Н изменяется в пределах от 0,14 до 0,2 нм, энергия ее составляет 17-33 кДж/ моль.

О … Н Н … О

Н Н … О … Н Н …

Дата добавления: 2014-01-05