А. Вода и метан

Уникальные свойства воды H₂ становятся очевидными при сравнении с метаном (CH₄). Обе молекулы одинаковы по массе и размерам. Тем не менее температура кипения воды на 250 °С выше по сравнению с температурой кипения метана. В результате вода на поверхности Земли находится в жидком, а метан — в газообразном состоянии. Высокая точка кипения воды является следствием высокой теплоёмкости испарения, что в свою очередь обусловлено неравномерным распределением электронной плотности в молекуле воды.

Молекула воды имеет форму тетраэдра, в центре которого расположен атом кислорода. Две вершины тетраэдра заняты свободными электронными парами атома кислорода (зелёного цвета), а остальные две — атомами водорода. Поэтому связи Н—O—Н расположены под углом друг к другу. Кроме того, из-за высокой электроотрицательности атома кислорода связь O—Н полярна (см. Строение молекул). Атомы водорода несут частичный положительный заряд около +0,4, а атом кислорода — частичный отрицательный заряд около −0,6, т. е. молекула воды представляет собой электрический диполь. Поэтому каждая молекула воды, подобно маленькому магниту, притягивает к себе за счёт образования водородных мостиков (Б) ещё четыре молекулы. При испарении воды разрушение этих многочисленных водородных связей требует больших затрат энергии. Молекулы метана неполярны, не являются диполями и относительно слабо взаимодействуют друг с другом. Вследствие этого жидкий метан испаряется при очень низких температурах.

Статьи раздела «Вода как растворитель»:

• Вода как растворитель
• А. Вода и метан
• Б. Структура воды и льда
• В. Гидратация

— Следущая статья   |   — Вернуться в раздел