الماء وخواصه الفيزيائية والكيميائية. هيكل الماء

الماء نظام معقد للغاية وغير مفهوم بشكل جيد. هيكل الماء ديناميكي. روابط الهيدروجين الضعيفة تتحد في سلاسل. في الماء ، تتشكل جزيئات الجزيئات بسهولة وتتفكك وتتحول إلى بعضها البعض. في الوقت نفسه ، يتعرضون للعديد من العوامل التي لم تؤخذ في الاعتبار على الإطلاق ولم يدرسها العلم التقليدي.

ذاكرة الماء

الماء هو مصدر للإشعاع الكهرومغناطيسي الضعيف والضعيف للغاية. هذا الإشعاع للمياه المهيكلة هو الأقل فوضوية ، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى تحريض كهربائي معين حقل مغناطيسي. يؤثر الحقل على الخصائص الهيكلية والمعلوماتية للأجسام البيولوجية "الحية" ، وينشر الشحنة على طول السلسلة الجزيئية لثنائيات أقطاب الماء.

يمكن للمجالات المادية ذات الطبيعة المختلفة أن تعمل كناقل للمعلومات. لقد أثبت العلماء أن بنية الماء قادرة على التفاعل على المستوى المعلوماتي بمساعدة المجالات الصوتية والكهرومغناطيسية وغيرها من المجالات مع أشياء لها خصائص طبيعية مختلفة.

يتحسن هيكل الماء المعرض لمجال مغناطيسي. يصبح أكثر تنظيما. تتبلور المواد المذابة في السائل ، وتصبح عمليات الامتزاز أكثر كثافة ، ويحسن ترسيب الشوائب. على الأرجح ، التأثير البيولوجي العلاجي الذي تركته المياه جسم الانسانبسبب حقيقة أن مضخات الأنسجة والأعضاء تمرر جزيئات الماء "الحي" مع المزيد السرعه العاليه، لأن بنية الماء ، في هذه الحالة ، تشبه بنية غشاء الخلية نفسه ، أي عضية عالية التنظيم.

مرشح العلوم الكيميائية الكسندر سميرنوف ، أستاذ في MIREA.

يتم إعطاء الماء قوة غامضة
أن تكون عصير الحياة على الأرض.
ليوناردو دافنشي

أرز. 1. هيكل الماء عند درجة حرارة 20 ^ا C ، البعد الأفقي - 400 ميكرومتر. البقع البيضاء هي Emulons.

أرز. 2. الهيكل محاليل مائيةفي 20 ^اج: أ - ماء مقطر ؛ ب - منزوع الغاز مياه معدنيةبورجومي. في - صبغة الكحول 70%.

أرز. 3. المستحضر في الماء المقطر في درجات حرارة 4 ^اج (أ) ، 20 ^اق (ب) ، 80 ^اج (ب). أحجام الصور 1.5 × 1.5 مم.

أرز. 4. التغيرات في سعة إشارات الانبعاث الصوتية ودرجة حرارة الماء أثناء ذوبان الجليد.

أرز. 5. تغيير نسبيدرجة الحرارة عند تسخين الماء.

تفاصيل للفضوليين. مخطط الخبرة. خلف وقت قصيرتسرب 0.5 جرام من الماء من كوب به قطب موجب (أنود) عبر "الجسر".

"جسر مائي مرتفع" يبلغ طوله حوالي 3 سم.

قضيب زجاج مكهرب يشوه شكل "الجسر" ويقسمه إلى مجاري.

هذه هي الطريقة التي يمكن أن تبدو بها Emulons ، وتشكل بنية "جسر" خيطية.

من المعتاد اعتبار الماء مذيبًا محايدًا تقريبًا تحدث فيه تفاعلات كيميائية حيوية. تفاعلات كيميائية، وكمواد تنتقل عبر جسم الكائنات الحية مواد مختلفة. في الوقت نفسه ، يعد الماء مشاركًا لا غنى عنه في جميع العمليات الفيزيائية والكيميائية ، ونظرًا لأهميته الكبيرة ، فهو المادة الأكثر دراسة. أدت دراسة خصائص الماء مرارًا وتكرارًا إلى نتائج غير متوقعة. على ما يبدو ، ما هي المفاجآت التي يمكن إخفاؤها في تفاعل بسيط لأكسدة الهيدروجين 2H 2 + O 2 → 2H 2 O؟ لكن عمل الأكاديمي ن. ن. سيمينوف أظهر أن هذا التفاعل متفرع ، متسلسل. كان منذ أكثر من سبعين عامًا ، وحوالي تفاعل تسلسليلم يكن معروفا بعد انشطار اليورانيوم. إن الماء في الزجاج أو النهر أو البحيرة ليس مجرد كميات هائلة من الجزيئات الفردية ، ولكن ارتباطاتها ، هياكل فوق الجزيئية - مجموعات. لوصف بنية الماء ، تم اقتراح عدد من النماذج التي تشرح بشكل أو بآخر بعض خصائصها بشكل صحيح ، بينما تتعارض مع التجربة فيما يتعلق بالآخرين.

نظريًا ، تُحسب المجموعات عادةً لبضع مئات من الجزيئات فقط أو للطبقات القريبة من الواجهة. ومع ذلك ، يشير عدد من الحقائق التجريبية إلى أن الهياكل العملاقة ، من حيث المقياس الجزيئي ، يمكن أن توجد في الماء (أعمال E. E. Fesenko ، عضو مراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم).

في الماء المقطر المزدوج المنقى بعناية وبعض المحاليل ، تمكنا من اكتشاف وتصور التكوينات الهيكلية ، التي تتكون من خمسة أجزاء تتراوح في الحجم من 1 إلى 100 ميكرومتر ، باستخدام الانبعاث الصوتي وقياس التداخل بالليزر. مكنت التجارب من إثبات أن كل حل له هيكله الخاص المتأصل فيه فقط (الشكل 1 ، 2).

تتكون المجمعات الجزيئية الفائقة من مئات الآلاف من جزيئات الماء المجمعة حول أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل في شكل أزواج أيونية. بالنسبة لهذه المجمعات فوق الجزيئية ، نقترح اسم "emulons" للتأكيد على تشابهها مع الجسيمات المكونة للمستحلب. تتكون المجمعات من كسور فردية تتراوح في الحجم من 1 إلى 100 ميكرون ، والكسور ذات الأحجام 30 و 70 و 100 ميكرون أكبر بكثير من الكسور الأخرى.

يعتمد محتوى الكسور الفردية للمولونات على تركيز أيونات الهيدروجين ودرجة الحرارة وتركيز المحلول وتاريخ العينة (الشكل 3). في الماء المقطر عند 4 درجات مئوية ، تكون المجمعات معبأة بكثافة وتشكل نسيجًا يشبه الباركيه. كما تعلم ، فإن الماء عند درجة الحرارة هذه له كثافة قصوى. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 20 درجة مئوية ، تحدث تغيرات كبيرة في بنية الماء: تصبح كمية المحفزات الحرة هي الأكبر. مع مزيد من التسخين ، يتم تدميرها تدريجياً ، ويقل عددها ، وتنتهي هذه العملية بشكل أساسي عند 75 درجة مئوية ، عندما تصل سرعة الصوت في الماء إلى الحد الأقصى.

نظرًا للتفاعل طويل المدى للقوى الكهروستاتيكية ، تشكل المحفزات في الماء شبكة فائقة الاستقرار إلى حد ما ، والتي ، مع ذلك ، حساسة للتأثيرات الخارجية الكهرومغناطيسية والصوتية والحرارية والتأثيرات الخارجية الأخرى.

تتضمن المجمعات فوق الجزيئية المكتشفة باستمرار جميع المعلومات التي تم الحصول عليها مسبقًا حول تنظيم الماء في الأحجام النانوية وتجعل من الممكن شرح العديد من الحقائق التجريبية التي لم يكن لها مبرر منطقي متماسك. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، تشكيل "جسر الماء العائم" ، الموصوف في عدد من الأعمال.

جوهر التجربة هو أنه في حالة وضع كوبين كيميائيين صغيرين بالماء جنبًا إلى جنب ، يتم إنزال قطبين من البلاتين بجهد ثابت يبلغ 15-30 كيلو فولت ، ثم وصلة مائية بقطر 3 مم وطول يصل إلى 25 مم بين الأوعية. "الجسر" يرتفع منذ وقت طويل، له هيكل متعدد الطبقات ، وينتقل الماء من القطب الموجب إلى القطب السالب على طوله. هذه الظاهرة وجميع خصائصها هي نتيجة لوجود emulons في الماء ، والتي ، على ما يبدو ، لها عزم ثنائي القطب. يمكن أيضًا التنبؤ بخاصية أخرى للظاهرة: عند درجة حرارة الماء فوق 75 درجة مئوية ، لن يظهر "الجسر".

يمكن أيضًا شرح الخصائص الشاذة للمياه الذائبة بسهولة. كما لوحظ في الأدبيات ، فإن العديد من خصائص الماء الذائب - الكثافة ، اللزوجة ، التوصيل الكهربائي ، معامل الانكسار ، قدرة الذوبان ، وغيرها - تختلف عن معاملات التوازن. إن الحد من هذه التأثيرات لإزالة الديوتيريوم من الماء نتيجة لانتقال الطور (نقطة انصهار "الجليد الثقيل" D 2 O 3.82 درجة مئوية) لا يمكن الدفاع عنه ، لأن تركيز الديوتيريوم منخفض للغاية - ذرة واحدة من الديوتيريوم لكل 5-7 آلاف ذرة هيدروجين.

أتاحت دراسة ذوبان الجليد بواسطة طريقة الانبعاث الصوتي إثبات أنه بعد الذوبان الكامل للجليد ، يصبح الماء الذائب في حالة غير مستقرة مصدرًا للنبضات الصوتية ، والذي يعد بمثابة تأكيد تجريبي لتشكيل المجمعات فوق الجزيئية في الماء (الشكل 4).

تظهر التجارب أن الماء الذائب يمكن أن يكون في حالة نقيلة نشطة لمدة 17 ساعة تقريبًا (بعد ذوبان الجليد ، تبقى بلوراته الدقيقة لجزء من الثانية فقط ولا تحدد خصائص الماء الذائب على الإطلاق). تفسر هذه الظاهرة الغامضة بحقيقة أنه عندما يتم تدمير الشبكة البلورية السداسية للجليد ، يتغير هيكل المادة بشكل كبير. يتم تدمير بلورات الجليد بشكل أسرع من إعادة بناء الماء المتكون منه إلى حالة توازن مستقرة.

يكمن تفرد انتقال طور الجليد والماء في حقيقة أنه في الماء الذائب ، يظل تركيز أيونات الهيدروجين H + و hydroxyl OH - غير متوازن لفترة قصيرة ، كما كان في الجليد ، أي أقل بألف مرة من الماء العادي. بعد مرور بعض الوقت ، يأخذ تركيز أيونات H + و OH في الماء قيمة التوازن الخاصة به. نظرًا لأن أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل تلعب دورًا حاسمًا في تكوين مجمعات الماء فوق الجزيئية (emulons) ، فإن الماء يظل في حالة مستقرة لبعض الوقت. يتطلب رد فعل تفككه H 2 O → H + + OH - إنفاقًا كبيرًا للطاقة ويستمر ببطء شديد. معدل ثابت هذا التفاعل هو 2.5 10 -5 s -1 فقط عند 20 درجة مئوية ، لذلك ، يجب أن يكون وقت عودة الماء الذائب إلى حالة التوازن من الناحية النظرية من 10 إلى 17 ساعة ، وهو ما يتم ملاحظته في الممارسة العملية. تؤكد دراسات ديناميكيات التغيرات في تركيز أيونات الهيدروجين في الماء الذائب بمرور الوقت هذا. الخواص غير العادية للماء الذائب هي سبب الحديث عن "ذاكرة" الماء. لكن "ذاكرة" الماء يجب أن تُفهم على أنها اعتماد لخصائصها على عصور ما قبل التاريخ وليس أكثر من ذلك. يستطيع طرق مختلفة- التجميد ، التسخين ، الغليان ، الصوتنة ، التعرض لمختلف المجالات ، إلخ. - نقل المياه إلى حالة مستقرة ، لكنها ستكون غير مستقرة ، ولن تحتفظ بخصائصها لفترة طويلة. باستخدام الطريقة البصرية ، وجدنا في الماء الذائب وجود جزء واحد فقط من التكوينات فوق الجزيئية بأحجام 1-3 ميكرون. من الممكن أن اللزوجة المنخفضة والشبكة المكانية المتناثرة للمولونات في الماء الذائب تزيد من قوة الذوبان ومعدل الانتشار.

تؤكد حقيقة وجود emulons الطريقة الكلاسيكيةالتحليل الحراري (الشكل 5). يوضح الرسم البياني قممًا محددة بوضوح ، مما يشير إلى التغيرات الهيكلية في الماء. أهمها يتوافق مع 36 درجة مئوية - درجة حرارة السعة الحرارية الدنيا ، 63 درجة مئوية - درجة حرارة الحد الأدنى للانضغاط ، والذروة عند 75 درجة مئوية - درجة الحرارة مميزة بشكل خاص. السرعة القصوىصوت في الماء. يمكن تفسيرها على أنها نوع من انتقالات الطور المرتبطة بتدمير emulons. هذا يسمح لنا أن نستنتج: الماء السائل- نظام مشتت غريب للغاية ، بما في ذلك ما لا يقل عن خمسة تشكيلات هيكلية مع خصائص مختلفة. كل هيكل موجود في نطاق درجة حرارة معينة مميزة له. يؤدي تجاوز درجة الحرارة فوق مستوى العتبة ، وهو أمر بالغ الأهمية لبنية معينة ، إلى تحللها.

الأدب

Zatsepina GL الخصائص الفيزيائية وهيكل الماء. - م: دار النشر بجامعة موسكو. - 1998. - 185 ص.

كوزنتسوف د.م ، جابونوف ف.ل ، سميرنوف أ.ن. حول إمكانية دراسة حركية انتقالات الطور في وسط سائل بطريقة الانبعاث الصوتي // الفيزياء الهندسية ، 2008 ، رقم 1 ، ص. 16-20.

Kuznetsov D. M.، Smirnov A. N.، Syroeshkin A. V. الانبعاث الصوتي أثناء تحولات الطور في وسط مائي // المجلة الكيميائية الروسية - موسكو: روس. كيمياء. عنهم. دي آي مينديليفا ، 2008 ، المجلد 52 ، رقم 1 ، ص. 114-121.

سميرنوف أ. ن. هيكل المياه: بيانات تجريبية جديدة. // العلم والتكنولوجيا في الصناعة ، 2010 ، العدد 4 ، ص. 41-45.

Smirnov A.N. انبعاث صوتي أثناء تفاعل كيميائي وعمليات فيزيائية وكيميائية // المجلة الكيميائية الروسية. - م: روس. كيمياء. عنهم. دي آي مينديليفا ، 2001 ، ق 45 ، ص. 29-34.

Smirnov A.N. ، Syroeshkin A.V. Supranadmolecular Complex of Water // Russian Chemical Journal. - م: روس. كيمياء. عنهم. دي آي مينديليفا ، 2004 ، المجلد 48 ، رقم 2 ، ص. 125-135.

تفاصيل للفضوليين

كيف "الجسر"

تم وصف تشكيل "الجسر المائي" في أعمال الفيزيائي الهولندي إلمار فوكس وزملائه.

تُغمر الأقطاب الكهربائية البلاتينية في حاويتين صغيرتين متجاورتين بالماء ويطبق عليها جهد ثابت من 15 إلى 20 كيلوفولت. تظهر الصور بوضوح أنه ، أولاً ، في زجاج الأنود ، ثم في زجاج الكاثود ، تظهر ارتفاعات على سطح الماء ، والتي تندمج ، وتشكل جسرًا مائيًا من مقطع عرضي دائري بقطر 2-4 مم بين الدبابات. بعد ذلك ، يمكن تحريك الكؤوس بعيدًا عن بعضها البعض بمقدار 20-25 ملم. كان العبور موجودًا لفترة طويلة ، مكونًا "جسرًا مائيًا عائمًا". يتدفق الماء على طول الجسر. أطراف "الجسر" مشحونة بشكل معاكس ، لذلك يكتسب الماء الموجود في الحاويات معاني مختلفةالرقم الهيدروجيني: 9 و 4. "الجسر" يتكون من تيارات رقيقة ؛ عندما يتم إحضار قضيب زجاجي مشحون إليه ، فإنه ينقسم إلى عدة أكمام. سمحت التقنية العالية للتجربة بتسجيل حركة التكوينات الكروية على طول سطح "الجسر المائي".

إلى الأمام

انتباه! تعد معاينة الشرائح للأغراض الإعلامية فقط وقد لا تمثل النطاق الكامل للعرض التقديمي. إذا كنت مهتمًا بهذا العمل ، فيرجى تنزيل النسخة الكاملة.

الغرض من الدرس:لتكوين فكرة عن صورة شاملة للعالم على مثال مادة الماء ، من خلال دمج معرفة الطلاب التي تم الحصول عليها في دورات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا.

أهداف الدرس:

1. التعليمية:استيعاب جميع الطلاب للحد الأدنى القياسي من المعلومات الواقعية حول بنية ووظائف المياه في جميع مستويات تنظيم الكائنات الحية.
2. النامية:تحسين المهارات فوق الموضوعية للمقارنة والتحليل وإقامة علاقات السبب والنتيجة ؛ ترجمة المعلومات إلى شكل رسومي (جدول) ، وصياغة المشكلات وحلها ؛ العمل بالمفاهيم والتواصل مع المعرفة المكتسبة سابقًا في دورات علم النبات وعلم الحيوان وعلم التشريح ؛ العقل بالقياس ، تطوير الذاكرة ، الاهتمام الطوعي.
3. التعليمية:تطوير الاهتمام بالظواهر المحيطة ، والقدرة على العمل في أزواج وفي فريق ، وإجراء حوار ، والاستماع إلى الرفاق ، وتقييم نفسك والآخرين ، وتشكيل ثقافة الكلام.

النتائج المخطط لها:القدرة على وصف وظائف المادة بناءً على التركيب والخصائص ؛ تعميم المعرفة المكتسبة حول وظائف الماء مراحل مختلفةتنظيم المعيشة على شكل طاولة.

نوع الدرس:دراسة المواد الجديدة والتوطيد الأولي للمعرفة.

طرق التدريس: المحادثة ، وقصة المعلم ، وعرض الرسوم التوضيحية ، والعروض التقديمية ، والعمل الفردي مع النص ، والتحكم في المعرفة.

أشكال التنظيم نشاطات التعلم : العمل في أزواج (تجميع جدول ملخص) ، فردي ، أمامي ، تجربة.

معدات: صور فوتوغرافية ، جهاز كمبيوتر ، جهاز عرض وسائط متعددة ، نشرات للدرس على طاولات الطلاب ، تجارب توضيحية.

خلال الفصول

اللحظة التنظيمية (دقيقتان):قل مرحباً ، قدم نفسك للأطفال.

مقدمة (5 دقائق):

الماء هو المادة الأكثر شيوعًا والمدهشة على الأرض (على سبيل المثال ، يتمدد عند تبريده ، ويتجمد بالفعل عند 0 0 درجة مئوية ، ويغلي عند 100 درجة مئوية ، ويؤدي العديد من الوظائف ويمكنه حتى تخزين المعلومات). يملأ المحيطات والبحار والبحيرات والأنهار. بخار الماء هو أيضا جزء من الهواء. يوجد الماء في خلايا جميع الكائنات الحية (الحيوانات والنباتات والفطريات والبكتيريا) في كميات كبيرة: في جسم الثدييات ، تبلغ نسبة كتلة الماء حوالي 70٪ ، وفي الخيار والبطيخ حوالي 90٪ ، وفي عظام الإنسان - 45٪ ، وفي الدماغ تصل إلى 90٪.

أهداف الدرس:لماذا الماء هو الأكثر وفرة في الكائنات الحية؟ لماذا يغطي الماء معظمسوشي؟ كيف تخزن المياه المعلومات؟ سنجيب على هذه الأسئلة في نهاية الدرس.

كيف سنعمل:نتحدث ، أقول ، ونعرض الرسوم التوضيحية والرسوم البيانية (عرض تقديمي) ، في عملية الشرح ، نقوم بملء الكلمات المفقودة في المطبوعات (الملحق 1). في نهاية الدرس ، سوف أتحقق من مدى فهمك لي. سنقوم بملء جدول موجز ، وسأقدر جهودك.

تجريبي خبرة:

تجربة رقم 1:

الغرض من الخبرة:إثبات قابلية المواد للذوبان في الماء.

تقدم الخبرة:صب الملح أو السكر في دورق بالماء. يقلب.

نتيجة:يذوب الملح (السكر) تمامًا.

خاتمة:الماء مذيب جيد.

تجربة رقم 2

الغرض من الخبرة:لإثبات قدرة الماء على التحرك عبر أوعية الساق بسبب ضغط الجذر وقوة الشفط الناتجة عن التبخر.

تقدم الخبرة:ضع جذر البلسم في محلول الحبر ليوم واحد.

نتيجة:تحولت الساق وبعض أوراق البلسم إلى اللون الأزرق.

خاتمة:يتحرك الماء عبر أوعية الجذع بسبب قوى الالتصاق بين الجزيئات بمساعدة ضغط الجذر وقوة شفط التبخر.

تجربة رقم 3:

الغرض من الخبرة:إثبات قدرة الماء على الانتقال إلى منطقة ذات تركيز مذيب أقل.

تقدم الخبرة:ضع قطعًا متطابقة من البطاطس في طبقين بتري. صب الماء في كوب واحد من محلول الملح المركز في كوب آخر.

نتيجة:تنتفخ البطاطس في الماء العادي وتتجعد في محلول ملحي مركز.

خاتمة:تنتقل جزيئات الماء إلى منطقة ذات تركيز مذيب أقل.

شرح مادة جديدة (20 دقيقة):

يأخذ شكل محادثة. ندرس المواد وفقًا لخطة معينة (أكتب على السبورة): الهيكل - الخصائص - الوظائف على مستويات نظام تنظيم الأحياء.

يمكن للمياه تخزين المعلومات (الملحق 2).

التثبيت (13 دقيقة):

المهام البيولوجية:

1. أظهر الأقحوان الأزرق أو الأخضر. كيف يتم إنشاء هذه النباتات؟ هل هم نتيجة عمل الاختيار؟
2. لماذا يتجعد جلد الأصابع أثناء الاستحمام لفترات طويلة؟
3. لماذا تتقلص التفاحة عندما تكون دافئة؟

قسم الفصل إلى ثلاث مجموعات (في صفوف). تكتب المجموعة الأولى في دفتر ملاحظات وظائف الماء على مستوى الخلية الحية. المجموعة الثانية على مستوى الكائن الحي. المجموعة الثالثة على مستوى النظم البيئية والمحيط الحيوي. في نهاية العمل ، قم بتقييم نفسك بعدد الوظائف الموجودة. يتم العمل في أزواج.

وظائف الماء

تلخيص الدرس وتقييم العمل (دقيقتان)

المادة الرئيسية التي تسمح بوجود الحياة على الكوكب هي الماء. إنه ضروري في كل حالة. أدت دراسة خصائص السوائل إلى تكوين علم كامل - الهيدرولوجيا. موضوع معظم العلماء هو الخصائص الفيزيائية والكيميائية. إنهم يفهمون هذه الخصائص على أنها: درجات الحرارة الحرجة ، والشبكة البلورية ، والشوائب وغيرها. الخصائص الفرديةمركب كيميائي.

في تواصل مع

دراسة

صيغة الماءمعروف لكل طالب. هذه ثلاث علامات بسيطة ، لكنها موجودة في 75٪ من الكتلة الكلية لكل شيء على هذا الكوكب.

H2O- هذه ذرتان وواحدة -. هيكل الجزيء له شكل تجريبي ، لذا فإن خصائص السائل متنوعة للغاية ، على الرغم من التركيب البسيط. كل جزيء محاط بجيران. وهي متصلة بشبكة بلورية واحدة.

بساطة الهيكليسمح للسائل بالتواجد في عدة حالات من التجميع. لا توجد مادة واحدة على هذا الكوكب يمكنها التباهي بهذا. H2O متنقل للغاية ، فهو في المرتبة الثانية بعد الهواء في هذه الخاصية. يدرك الجميع دورة المياه ، أنه بعد أن تتبخر من سطح الأرض ، تمطر أو تتساقط الثلوج في مكان ما بعيدًا. ينظم المناخإنه على وجه التحديد بسبب خصائص السائل الذي يمكن أن ينبعث منه الحرارة ، بينما لا يغير نفسه عمليًا درجة حرارته.

الخصائص الفيزيائية

H2O وخصائصهتعتمد على العديد من العوامل الرئيسية. أهمها:

• خلية بلورية. يتم تحديد بنية الماء ، أو بالأحرى شبكته البلورية ، من خلال حالة التجميع. إنه ذو هيكل فضفاض ولكنه قوي للغاية. تظهر رقاقات الثلج شبكة في الحالة الصلبة ، ولكن في الحالة السائلة المعتادة ، لا يوجد وضوح للماء في بنية البلورات ، فهي متحركة وقابلة للتغيير.
• هيكل الجزيء هو كرة. لكن تأثير الجاذبية يجعل الماء يتخذ شكل الوعاء الذي يقع فيه. في الفضاء ، سيكون صحيحًا هندسيًا.
• يتفاعل الماء مع المواد الأخرى ، بما في ذلك تلك التي تحتوي على أزواج إلكترونية غير مشتركة ، من بينها الكحول والأمونيا.
• لديه قدرة حرارية عالية وموصلية حراريةتسخن بسرعة ولا تبرد لفترة طويلة.
• من المعروف منذ المدرسة أن درجة الغليان تبلغ 100 درجة مئوية. تظهر البلورات في السائل عندما تنخفض إلى +4 درجات ، لكن الجليد يتشكل مع انخفاض أكبر. تعتمد نقطة الغليان على الضغط الذي يتم فيه وضع H2O. هناك تجربة تصل فيها درجة حرارة مركب كيميائي إلى 300 درجة ، بينما السائل لا يغلي ، بل يذوب الرصاص.
• خاصية أخرى مهمة هي التوتر السطحي. تركيبة الماء تجعله متينًا للغاية. وجد العلماء أن كسرها يتطلب قوة كتلتها أكثر من 100 طن.

مثير للاهتمام! H2O ، المنقى من الشوائب (المقطر) ، لا يمكنه إجراء التيار. تظهر خاصية أكسيد الهيدروجين هذه فقط في وجود الأملاح المذابة فيه.

ميزات أخرى

الجليد حالة فريدةوهي خاصية أكسيد الهيدروجين. إنه يشكل روابط فضفاضة يمكن تشويهها بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، تزداد المسافة بين الجزيئات بشكل كبير ، مما يجعل كثافة الجليد أقل بكثير من كثافة السائل. يسمح هذا للأجسام المائية بعدم التجمد تمامًا في الشتاء ، مما يبقي الحياة تحت طبقة من الجليد. تشكل الأنهار الجليدية خزانًا كبيرًا للمياه العذبة.

مثير للاهتمام! H2O لها حالة فريدة تسمى ظاهرة النقطة الثلاثية. هذا عندما يكون في ثلاث حالات في وقت واحد. هذه الحالة ممكنة فقط عند درجة حرارة 0.01 درجة وضغط 610 باسكال.

الخواص الكيميائية

الخصائص الكيميائية الأساسية:

• قسّم الماء على درجة العسر ، من لين ومتوسط ​​إلى عسر. يعتمد هذا المؤشر على محتوى أملاح المغنيسيوم والبوتاسيوم في المحلول. هناك أيضًا تلك الموجودة في السائل باستمرار ، ويمكن التخلص من بعضها عن طريق الغليان.
• الأكسدة والاختزال. يؤثر H2O على العمليات المدروسة في الكيمياء والتي تحدث مع مواد أخرى: يذوب بعضها ويتفاعل مع البعض الآخر. نتيجة أي تجربة تعتمد على الاختيار الصحيحالظروف التي يتم في ظلها.
• التأثير على العمليات البيوكيميائية. ماء الجزء الرئيسي من أي خلية، في ذلك ، كما في البيئة ، تحدث جميع ردود الفعل في الجسم.
• في الحالة السائلة ، تمتص الغازات غير النشطة. تقع جزيئاتهم بين جزيئات H2O داخل التجاويف. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها الكلاترات.
• بمساعدة أكسيد الهيدروجين ، تتشكل مواد جديدة لا ترتبط بعملية الأكسدة والاختزال. حولحول القلويات والأحماض والقواعد.
• خاصية أخرى للماء هي القدرة على تكوين هيدرات بلورية. أكسيد الهيدروجين يبقى دون تغيير. من بين الهيدرات المعتادة ، يمكن تمييز كبريتات النحاس.
• إذا تم تمرير تيار كهربائي عبر الاتصال ، إذن يمكن تقسيم الجزيئات إلى غازات.

الأهمية بالنسبة للإنسان

منذ وقت طويل جدًا ، أدرك الناس الأهمية التي لا تقدر بثمن للسائل لجميع الكائنات الحية ولكوكب الأرض ككل. . بدونها لا يستطيع الإنسان أن يعيشوأسابيع . ما هو التأثير المفيد لهذه المادة الأكثر شيوعًا على الأرض؟

• أهم تطبيق هو التواجد في الجسم ، في الخلايا ، حيث تحدث جميع التفاعلات الأكثر أهمية.
• يؤثر تكوين الروابط الهيدروجينية بشكل إيجابي على الكائنات الحية ، لأنه عندما تتغير درجة الحرارة ، لا يتجمد السائل في الجسم.
• يستخدم الإنسان H2O منذ فترة طويلة في الاحتياجات المنزليةإلى جانب الطهي ، هذه هي: الغسيل والتنظيف والاستحمام.
• لا يمكن لأي مصنع صناعي أن يعمل بدون سائل.
• H2O - مصدر الحياة والصحةهي العلاج.
• تستخدمه النباتات في جميع مراحل تطورها وحياتها. بمساعدتها ، ينتجون الأكسجين ، وهو غاز ضروري جدًا لحياة الكائنات الحية.

بالإضافة إلى الخصائص المفيدة الأكثر وضوحًا ، لا يزال هناك الكثير منها.

أهمية الماء للإنسان

حرارة حرجة

H2O ، مثل جميع المواد ، لديها درجة حرارة دعا حرجة. يتم تحديد درجة الحرارة الحرجة للمياه من خلال طريقة تسخينها. حتى 374 درجة مئوية ، يسمى السائل بخار ، ولا يزال بإمكانه العودة إلى حالته السائلة المعتادة ، عند ضغط معين. عندما تكون درجة الحرارة أعلى من هذه النقطة الحرجة ، يتحول الماء ، كعنصر كيميائي ، إلى غاز بشكل لا رجعة فيه.

التطبيق في الكيمياء

يحظى H2O باهتمام كبير للكيميائيين نظرًا لخصائصه الرئيسية - القدرة على الذوبان. غالبًا ما يستخدمه العلماء لتنقية المواد أكثر مما يصنعونه الظروف المواتيةللتجارب. في كثير من الحالات ، تكون بيئة يمكن فيها إجراء اختبارات تجريبية. بالإضافة إلى ذلك ، يشارك H2O نفسه في العمليات الكيميائية ، مما يؤثر على تجربة كيميائية واحدة أو أخرى. يتحد مع المواد غير المعدنية والمعدنية.

ثلاث ولايات

يظهر الماء قبل الناس في ثلاث ولايات ،يسمى الركام. هذه السوائل والجليد والغاز. المادة هي نفسها في التركيب ، لكنها تختلف في الخصائص. في

القدرة على التناسخ - جدا خاصية مهمةالماء لكوكب الأرض كله ، وبالتالي ، يتم تداولها.

بمقارنة جميع الحالات الثلاث ، يرى الشخص أكثر في كثير من الأحيان مركب كيميائيلا يزال في شكل سائل. الماء ليس له طعم ورائحة ، وما يشعر به من وجود شوائب ، مواد ذائبة فيه.

الخصائص الرئيسية للماء في الحالة السائلة هي: قوة هائلة تسمح لك بشحذ الحجارة وتدمير الصخور ، وكذلك القدرة على اتخاذ أي شكل.

الجزيئات الصغيرة ، عند تجميدها ، تقلل من سرعة حركتها وتزيد المسافة ، بالتالي هيكل الجليد المساميوأقل كثافة من السائل. يستخدم الجليد في وحدات التبريد للأغراض المنزلية والصناعية المختلفة. في الطبيعة ، لا يجلب الجليد سوى الدمار ، حيث يسقط في شكل بَرَد أو انهيارات جليدية.

الغاز هو حالة أخرى تتشكل عندما لا يتم الوصول إلى درجة الحرارة الحرجة للماء. عادة عند درجات حرارة تزيد عن 100 درجة ، أو تتبخر من السطح. في الطبيعة ، هذه غيوم وضباب وأبخرة. لعب تكوين الغاز الاصطناعي دورًا كبيرًا في التقدم التكنولوجي في القرن التاسع عشر ، عندما تم اختراع المحركات البخارية.

مقدار المادة في الطبيعة

75٪ - سيبدو هذا الرقم ضخمًا ، لكن هذا هو كل الماء الموجود على الكوكب ، حتى تلك الموجودة في حالات التجمع المختلفة ، في الكائنات الحية والمركبات العضوية. إذا أخذنا في الاعتبار السائل فقط ، أي المياه الموجودة في البحار والمحيطات ، وكذلك المياه الصلبة - في الأنهار الجليدية ، تصبح النسبة 70.8٪.

التوزيع النسبيشيء من هذا القبيل:

• البحار والمحيطات - 74.8٪
• H2O من مصادر جديدة ، موزعة بشكل غير متساو في جميع أنحاء الكوكب ، في الأنهار الجليدية هو 3.4٪ ، والبحيرات والمستنقعات والأنهار 1.1٪ فقط.
• تمثل المصادر الجوفية ما يقرب من 20.7 ٪ من الإجمالي.

خصائص الماء الثقيل

مادة طبيعية - الهيدروجين يحدث على شكل ثلاثة نظائريوجد الأكسجين في نفس العدد من الأشكال. هذا يجعل من الممكن عزل الديوتيريوم والتريتيوم بالإضافة إلى مياه الشرب العادية.

الديوتيريوم له الشكل الأكثر استقرارًا ، فهو موجود في الكل مصادر طبيعيةولكن بكميات قليلة جدًا. يحتوي السائل بمثل هذه الصيغة على عدد من الاختلافات عن البساطة والخفيفة. لذا ، فإن تكوين البلورات فيه يبدأ بالفعل عند درجة حرارة 3.82 درجة. لكن نقطة الغليان أعلى قليلاً - 101.42 درجة مئوية. تتميز بكثافة أعلى وتقل قدرتها على إذابة المواد بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، يُشار إليه بصيغة أخرى (D2O).

تتفاعل الأنظمة الحيةعلى مثل هذا المركب الكيميائي سيء. فقط بعض أنواع البكتيريا كانت قادرة على التكيف مع الحياة فيها. لم تنجو السمكة من مثل هذه التجربة على الإطلاق. في جسم الإنسان ، يمكن أن يبقى الديوتيريوم لعدة أسابيع ، ثم يتم إفرازه دون التسبب في ضرر.

مهم!لا تشرب ماء الديوتيريوم!

الخصائص الفريدة للمياه. - فقط.

خاتمة

لقد وجد الماء الثقيل تطبيقًا واسعًا في الصناعات النووية والنووية ، واستخدم الماء العادي على نطاق واسع.

إن أهم مادة في كوكبنا ، فريدة من نوعها في خصائصها وتكوينها ، هي بالطبع الماء. بعد كل شيء ، بفضلها توجد حياة على الأرض ، بينما توجد على أشياء أخرى معروفة اليوم النظام الشمسيانها ليست. صلبة ، سائلة ، على شكل بخار - إنها ضرورية ومهمة لأي شخص. الماء وخصائصه موضوع دراسة تخصص علمي كامل - الهيدرولوجيا.

كمية المياه الموجودة على الكوكب

إذا أخذنا في الاعتبار مؤشر كمية هذا الأكسيد في جميع حالات التجمع ، فإنه يمثل حوالي 75٪ من الكتلة الإجمالية على الكوكب. في الوقت نفسه ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار المياه المربوطةفي المركبات العضوية والكائنات الحية والمعادن والعناصر الأخرى.

إذا أخذنا في الاعتبار الحالة السائلة والصلبة للماء فقط ، سينخفض ​​الرقم إلى 70.8٪. ضع في اعتبارك كيفية توزيع هذه النسب المئوية ، حيث يتم احتواء المادة المعنية.

1. المياه المالحة في المحيطات والبحار والبحيرات المالحة على الأرض 360 مليون كيلومتر مربع.
2. يتم توزيع المياه العذبة بشكل غير متساو: في الأنهار الجليدية في جرينلاند والقطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية ، يوجد 16.3 مليون كيلومتر مربع مغطاة بالجليد.
3. في الأنهار والمستنقعات والبحيرات العذبة ، يتركز 5.3 مليون كيلومتر مربع من أكسيد الهيدروجين.
4. المياه الجوفية 100 مليون م 3.

هذا هو السبب في أنه يمكن لرواد الفضاء من الفضاء الخارجي البعيد رؤية الأرض على شكل كرة. اللون الأزرقمع شوائب نادرة من السوشي. الماء وخصائصه ، ومعرفة السمات الهيكلية هي عناصر مهمة في العلم. الى جانب ذلك ، في مؤخرابدأت البشرية تعاني من نقص واضح في المياه العذبة. ربما تساعد هذه المعرفة في حل هذه المشكلة.

تكوين الماء وهيكل الجزيء

إذا أخذنا في الاعتبار هذه المؤشرات ، فستتضح على الفور الخصائص التي تعرضها هذه المادة المذهلة. وهكذا ، يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة ، وبالتالي فإن له الصيغة التجريبية H 2 O. بالإضافة إلى ذلك ، تلعب إلكترونات كلا العنصرين دورًا مهمًا في بناء الجزيء نفسه. دعونا نرى ما هي بنية الماء وخصائصه.

من الواضح أن كل جزيء موجه حول الآخر ، ويشكلان معًا شبكة بلورية مشتركة. من المثير للاهتمام أن الأكسيد مبني على شكل رباعي الوجوه - ذرة أكسجين في المركز ، وزوجان من إلكتروناته وذرتي هيدروجين حوله بشكل غير متماثل. إذا رسمت خطوطًا عبر مراكز نوى الذرات وقمت بتوصيلها ، ستحصل بالضبط على شكل هندسي رباعي السطوح.

الزاوية بين مركز ذرة الأكسجين ونواة الهيدروجين هي 104.5 0 درجة مئوية. الطول اتصالات O-N= 0.0957 نانومتر. يضمن وجود أزواج إلكترون الأكسجين ، بالإضافة إلى تقاربها العالي مع الإلكترون مقارنة بالهيدروجين ، تكوين حقل سالب الشحنة في الجزيء. في المقابل ، تشكل نوى الهيدروجين الجزء الموجب الشحنة من المركب. وهكذا ، اتضح أن جزيء الماء هو ثنائي القطب. هذا يحدد ما يمكن أن يكون الماء ، و الخصائص الفيزيائيةيعتمد أيضًا على بنية الجزيء. بالنسبة للكائنات الحية ، تلعب هذه الميزات دورًا حيويًا.

الخصائص الفيزيائية الأساسية

وتشمل هذه الشبكة البلورية ونقاط الغليان والانصهار والخصائص الفردية الخاصة. سننظر في كل منهم.

1. يعتمد هيكل الشبكة البلورية لأكسيد الهيدروجين على حالة التجمع. يمكن أن يكون صلبًا - جليديًا ، سائلًا - ماء أساسي في ظل الظروف العادية ، غازي - بخارًا عندما ترتفع درجة حرارة الماء فوق 100 درجة مئوية. يشكل الجليد بلورات منقوشة جميلة. الشبكة ككل فضفاضة ، لكن الاتصال قوي جدًا ، والكثافة منخفضة. يمكنك رؤيته في مثال رقاقات الثلج أو الأنماط الفاترة على الزجاج. في الماء العاديليس للشبكة شكل ثابت ، فهي تتغير وتنتقل من حالة إلى أخرى.
2. جزيء الماء في الفضاء الخارجي له الشكل الصحيحكرة. ومع ذلك ، تحت تأثير جاذبية الأرض ، يتم تشويهها وفي الحالة السائلة تأخذ شكل وعاء.
3. حقيقة أن تركيب أكسيد الهيدروجين هو ثنائي القطب يحدد الخصائص التالية: الموصلية الحرارية العالية والقدرة الحرارية ، والتي يمكن تتبعها في التسخين السريع والتبريد الطويل للمادة ، والقدرة على توجيه كل من الأيونات والإلكترونات الفردية حول نفسها ، مجمعات سكنية. هذا يجعل الماء مذيبًا عالميًا (قطبيًا ومحايدًا).
4. يوضح تكوين الماء وهيكل الجزيء قدرة هذا المركب على تكوين روابط هيدروجينية متعددة ، بما في ذلك المركبات الأخرى التي تحتوي على أزواج إلكترونية غير مشتركة (الأمونيا والكحول وغيرها).
5. نقطة غليان الماء السائل هي 100 درجة مئوية ، يحدث التبلور عند +4 0 درجة مئوية تحت هذا المؤشر - الجليد. إذا قمت بزيادة الضغط ، سترتفع درجة غليان الماء بشكل حاد. لذلك ، في الأجواء العالية ، يمكن أن يذوب فيها الرصاص ، ولكن في نفس الوقت لن يغلي حتى (أكثر من 300 درجة مئوية).
6. تعتبر خصائص الماء مهمة جدًا للكائنات الحية. على سبيل المثال ، من أهمها التوتر السطحي. هذا هو تشكيل أنحف فيلم واقية على سطح أكسيد الهيدروجين. نحن نتحدث عن الماء السائل. من الصعب للغاية كسر هذا الفيلم بالحركة الميكانيكية. وجد العلماء أنه سيتطلب قوة تساوي 100 طن. كيف تلاحظ ذلك؟ يتضح الفيلم عندما تتساقط المياه ببطء من الصنبور. يمكن أن نلاحظ أنه كما لو كان في نوع من الصدفة ، يتمدد إلى حد معين ووزن معين وينطلق في شكل قطرة دائرية ، مشوهة قليلاً بالجاذبية. بسبب التوتر السطحي ، يمكن أن تطفو العديد من الأشياء على سطح الماء. يمكن للحشرات ذات التكيفات الخاصة أن تتحرك بحرية على طولها.
7. الماء وخصائصه شاذة وفريدة من نوعها. وفقًا للمعايير الحسية ، فإن هذا المركب عبارة عن سائل عديم اللون وعديم الرائحة والمذاق. ما نسميه طعم الماء هو المعادن والمكونات الأخرى المذابة فيه.
8. تعتمد الموصلية الكهربائية لأكسيد الهيدروجين في الحالة السائلة على مقدار ونوع الأملاح المذابة فيه. الماء المقطر ، الذي لا يحتوي على أي شوائب ، لا يوصل الكهرباء.

الجليد حالة خاصةماء. في بنية هذه الحالة ، ترتبط الجزيئات ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية وتشكل شبكة بلورية جميلة. لكنه غير مستقر تمامًا ويمكن أن ينقسم بسهولة ويذوب ، أي يتشوه. هناك العديد من الفراغات بين الجزيئات ، والتي تتجاوز أبعادها أبعاد الجسيمات نفسها. نتيجة لذلك ، تكون كثافة الجليد أقل من كثافة أكسيد الهيدروجين السائل.

لديها أهمية عظيمةللأنهار والبحيرات والمسطحات المائية العذبة الأخرى. في الواقع ، في فصل الشتاء ، لا يتجمد الماء الموجود فيها تمامًا ، بل يتم تغطيته فقط بقشرة كثيفة من المزيد جليد خفيف، يطفو. إذا لم تكن هذه الخاصية من سمات الحالة الصلبة لأكسيد الهيدروجين ، فإن الخزانات ستتجمد من خلالها. ستكون الحياة تحت الماء مستحيلة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحالة الصلبة للمياه لها أهمية كبيرة كمصدر لكمية هائلة من إمدادات الشرب الطازجة. هذه هي الأنهار الجليدية.

يمكن تسمية ظاهرة النقطة الثلاثية بخاصية خاصة للمياه. هذه حالة يمكن أن يوجد فيها الجليد والبخار والسائل في وقت واحد. هذا يتطلب شروطا مثل:

• ضغط مرتفع - 610 باسكال ؛
• درجة الحرارة 0.01 0 درجة مئوية.

تختلف شفافية المياه باختلاف الشوائب الأجنبية. يمكن أن يكون السائل شفافًا تمامًا وبراقًا وعكرًا. يتم امتصاص موجات اللونين الأصفر والأحمر ، وتخترق أشعة البنفسج بعمق.

الخواص الكيميائية

الماء وخصائصه - أداة مهمةفهم العديد من عمليات الحياة. لذلك ، تمت دراستها جيدًا. لذلك ، الكيمياء المائية مهتمة بالماء وخصائصه الكيميائية. من بينها ما يلي:

1. الاستعلاء. هذه الخاصية ، والتي يفسرها وجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم وأيوناتها في المحلول. وهي مقسمة إلى دائمة (أملاح المعادن المسماة: كلوريدات ، كبريتات ، كبريتات ، نترات) ، مؤقتة (هيدروكربونات) ، يتم التخلص منها بالغليان. في روسيا ، يتم تنعيم المياه كيميائيًا قبل استخدامها لتحسين الجودة.
2. تمعدن. خاصية تعتمد على عزم ثنائي القطب لأكسيد الهيدروجين. نظرًا لوجودها ، يمكن للجزيئات أن تلتصق ببعض المواد الأخرى والأيونات والاحتفاظ بها. هذه هي الطريقة التي يتشكل بها المنتسبون والكلثرات والجمعيات الأخرى.
3. خصائص الأكسدة والاختزال. كمذيب عالمي ، محفز ، مشارك ، الماء قادر على التفاعل مع العديد من المركبات البسيطة والمعقدة. مع البعض ، يعمل كعامل مؤكسد ، مع البعض الآخر - والعكس صحيح. كعامل اختزال ، يتفاعل مع الهالوجينات والأملاح وبعض المعادن الأقل نشاطًا ومع العديد من المواد العضوية. دراسات التحولات الحديثة الكيمياء العضوية. يُظهر الماء وخصائصه ، ولا سيما خصائصه الكيميائية ، مدى تنوعه وفريده. كعامل مؤكسد ، فإنه يتفاعل مع المعادن النشطة ، وبعض الأملاح الثنائية ، والكثير مركبات العضويةوالكربون والميثان. بشكل عام ، تتطلب التفاعلات الكيميائية التي تتضمن مادة معينة اختيار شروط معينة. منهم أن نتيجة رد الفعل ستعتمد.
4. الخصائص البيوكيميائية. الماء جزء لا يتجزأ من جميع العمليات الكيميائية الحيوية للجسم ، كونه مذيبًا ومحفزًا ووسطًا.
5. التفاعل مع الغازات مع تكوين الكلاترات. يمكن للماء السائل العادي أن يمتص حتى الغازات غير النشطة كيميائيًا ويضعها داخل التجاويف بين جزيئات الهيكل الداخلي. تسمى هذه المركبات clathrates.
6. مع العديد من المعادن ، يشكل أكسيد الهيدروجين هيدرات بلورية ، حيث يتم دمجه دون تغيير. على سبيل المثال ، كبريتات النحاس (CuSO 4 * 5H 2 O) ، وكذلك الهيدرات العادية (NaOH * H 2 O وغيرها).
7. يتميز الماء بتفاعلات مركبة تتشكل فيها فئات جديدة من المواد (الأحماض والقلويات والقواعد). هم ليسوا الأكسدة والاختزال.
8. التحليل الكهربائي. تحت تأثير التيار الكهربائييتحلل الجزيء إلى غازات مكونة - الهيدروجين والأكسجين. طريقة واحدة للحصول عليها هي في المختبر والصناعة.

من وجهة نظر نظرية لويس ، الماء هو حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة في نفس الوقت (أمفوليت). أي يمكننا أن نقول عن تذبذب معين في الخواص الكيميائية.

الماء وخصائصه المفيدة للكائنات الحية

من الصعب المبالغة في تقدير أهمية أكسيد الهيدروجين لجميع الكائنات الحية. بعد كل شيء ، الماء هو مصدر الحياة. من المعروف أنه بدونها لا يمكن للإنسان أن يعيش حتى أسبوعًا. إن الماء ، وخصائصه وأهميته ، ببساطة هائلة.

1. إنه عالمي ، أي قادر على إذابة كل من المركبات العضوية وغير العضوية ، وهو مذيب يعمل في الأنظمة الحية. هذا هو السبب في أن الماء هو المصدر والوسيط لتدفق جميع التحولات الكيميائية الحيوية التحفيزية ، مع تكوين مركبات معقدة حيوية معقدة.
2. تصنع القدرة على تكوين روابط هيدروجينية مادة معينةعالمي في الحفاظ على درجات الحرارة دون تغيير حالة التجميع. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فعند أدنى انخفاض في الدرجات ، سيتحول إلى جليد داخل الكائنات الحية ، مما يتسبب في موت الخلايا.
3. الماء بالنسبة للإنسان هو مصدر كل المستلزمات والاحتياجات المنزلية الأساسية: الطبخ ، والغسيل ، والتنظيف ، والاستحمام ، والاستحمام والسباحة ، ونحو ذلك.
4. لن تتمكن المصانع (الكيميائية والنسيجية والهندسية والغذائية ومصافي النفط وغيرها) من القيام بعملها دون مشاركة أكسيد الهيدروجين.
5. كان يعتقد منذ العصور القديمة أن الماء مصدر للصحة. تم استخدامه ويستخدم اليوم كمادة طبية.
6. تستخدمه النباتات كمصدر رئيسي للتغذية ، حيث تنتج الأكسجين ، الغاز الذي يجعل الحياة ممكنة على كوكبنا.

هناك العشرات من الأسباب التي تجعل الماء هو المادة الأكثر انتشارًا وأهمية وضرورية لجميع الكائنات الحية والمخلوقة صناعياً. لقد قدمنا ​​فقط الأكثر وضوحا ، أهمها.

دورة المياه الهيدرولوجية

بمعنى آخر ، هذه هي دورتها في الطبيعة. عملية مهمة للغاية تسمح لك بتجديد إمدادات المياه المتلاشية باستمرار. كيف يحدث ذلك؟

هناك ثلاثة مشاركين رئيسيين: المياه الجوفية (أو الجوفية) والمياه السطحية والمحيطات. الغلاف الجوي ، الذي يتكثف ويصدر هطول الأمطار ، مهم أيضًا. كما أن المشاركين النشطين في العملية هم النباتات (الأشجار بشكل أساسي) التي يمكنها الامتصاص كمية كبيرةالماء يوميا.

لذا فإن العملية تسير على هذا النحو. المياه الجوفيةتملأ الشعيرات الدموية الموجودة تحت الأرض وتتدفق إلى السطح والمحيطات. ثم تمتص المياه السطحية عن طريق النباتات وترشح فيها بيئة. يحدث التبخر أيضًا من مناطق شاسعة من المحيطات والبحار والأنهار والبحيرات وغيرها من المسطحات المائية. مرة واحدة في الغلاف الجوي ، ماذا يفعل الماء؟ يتكثف وينسكب مرة أخرى كأمطار (مطر ، ثلج ، بَرَد).

إذا لم تحدث هذه العمليات ، فإن إمدادات المياه ، وخاصة المياه العذبة ، كانت ستنتهي منذ فترة طويلة. لهذا السبب يولي الناس اهتمامًا كبيرًا للحماية والدورة الهيدرولوجية العادية.

مفهوم الماء الثقيل

في الطبيعة ، يوجد أكسيد الهيدروجين كمزيج من النظائر. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الهيدروجين يشكل ثلاثة أنواع من النظائر: البروتيوم 1 H ، والديوتيريوم 2 H ، والتريتيوم 3 H. الأكسجين ، بدوره ، لا يتخلف عن الركب ويشكل ثلاثة أشكال مستقرة: 16 O ، 17 O ، 18 O ولذلك ، لا يوجد فقط ماء بروتيوم عادي من تركيبة H 2 O (1 H و 16 O) ، ولكن أيضًا الديوتيريوم والتريتيوم.

في الوقت نفسه ، يعتبر الديوتيريوم (2 H) مستقرًا في هيكله وشكله ، والذي يتم تضمينه في تكوين جميع المياه الطبيعية تقريبًا ، ولكن بكميات صغيرة. هذا ما يسمونه ثقيل. إنه يختلف إلى حد ما عن المعتاد أو السهل من جميع النواحي.

تتميز المياه الثقيلة وخصائصها بعدة نقاط.

1. يتبلور عند درجة حرارة 3.82 درجة مئوية.
2. لوحظ الغليان عند 101.42 درجة مئوية.
3. الكثافة 1.1059 جم / سم 3.
4. كمذيب ، فهو أسوأ بعدة مرات من الماء الخفيف.
5. لديها صيغة كيميائية D2O.

عند إجراء تجارب تبين تأثير هذه المياه على الأنظمة الحية ، وجد أن أنواعًا معينة فقط من البكتيريا قادرة على العيش فيها. لقد استغرق الأمر وقتًا حتى تتكيف المستعمرات وتتأقلم معها. لكن بعد أن تكيفوا ، استعادوا كل شيء حيوي بالكامل الميزات الهامة(تكاثر ، تغذية). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفولاذ شديد المقاومة لتأثيرات الإشعاع المشع. تجارب على الضفادع والأسماك نتيجة ايجابيةغير مسموح.

المجالات الحديثة لتطبيق الديوتيريوم والماء الثقيل الذي يتكون منه ذرية و الطاقة النووية. يمكن الحصول على هذه المياه في ظروف المختبر عن طريق التحليل الكهربائي للماء العادي - يتم تشكيلها كمنتج ثانوي. يتكون الديوتيريوم نفسه عن طريق التقطير المتكرر للهيدروجين في أجهزة خاصة. يعتمد تطبيقه على القدرة على إبطاء تخليق النيوترونات وتفاعلات البروتون. الماء الثقيل ونظائر الهيدروجين هي أساس صنع قنبلة نووية وهيدروجينية.

أظهرت التجارب التي أجريت على استخدام ماء الديوتيريوم من قبل الناس بكميات صغيرة أنه لا يطول لفترة طويلة - لوحظ انسحاب كامل بعد أسبوعين. من المستحيل استخدامه كمصدر للرطوبة مدى الحياة ، لكن الأهمية الفنية ببساطة هائلة.

تذوب المياه وتطبيقاتها

منذ العصور القديمة ، حدد الناس خصائص هذه المياه على أنها علاج. لقد لوحظ منذ فترة طويلة أنه عندما يذوب الثلج ، تحاول الحيوانات شرب الماء من البرك المتكونة. في وقت لاحق ، تمت دراسة هيكلها وتأثيراتها البيولوجية على جسم الإنسان بعناية.

الماء الذائب ، علاماته وخصائصه في المنتصف بين الضوء العادي والجليد. من الداخل ، لا تتشكل فقط عن طريق الجزيئات ، ولكن من خلال مجموعة من العناقيد التي تتكون من البلورات والغازات. أي داخل الفراغات بين الأجزاء الهيكلية للبلورة يوجد الهيدروجين والأكسجين. بشكل عام ، يشبه هيكل الماء الذائب هيكل الجليد - يتم الحفاظ على الهيكل. تتغير الخصائص الفيزيائية لأكسيد الهيدروجين قليلاً مقارنة بالخواص المعتادة. ومع ذلك ، فإن التأثير البيولوجي على الجسم ممتاز.

عندما يتم تجميد الماء بالجزء الأول ، يتحول الجزء الأثقل إلى جليد - وهي نظائر الديوتيريوم والأملاح والشوائب. لذلك ، يجب إزالة هذا اللب. لكن الباقي نظيف ومنظم و مياه صحية. ما هو التأثير على الجسم؟ أطلق علماء معهد دونيتسك للأبحاث على الأنواع التالية من التحسينات:

1. تسريع عمليات الاسترداد.
2. تقوية المناعة.
3. عند الأطفال ، بعد استنشاق مثل هذا الماء ، يحدث الشفاء والشفاء. نزلات البردويمر بالسعال وسيلان الأنف وما إلى ذلك.
4. يحسن التنفس ، حالة الحنجرة والأغشية المخاطية.
5. الرفاه العام للشخص ، وزيادة النشاط.

اليوم ، هناك عدد من مؤيدي العلاج بالماء الذائب ، يكتبون بأنفسهم مراجعات إيجابية. ومع ذلك ، هناك علماء ، بمن فيهم الأطباء ، لا يؤيدون هذه الآراء. إنهم يعتقدون أنه لن يكون هناك ضرر من مثل هذه المياه ، ولكن لن يكون هناك فائدة تذكر.

طاقة

لماذا يمكن تغيير خصائص المياه واستعادتها عند الانتقال إلى حالات التجميع المختلفة؟ الإجابة على هذا السؤال هي كما يلي: هذا المركب له ذاكرة معلومات خاصة به ، والتي تسجل جميع التغييرات وتؤدي إلى استعادة الهيكل والخصائص في الوقت المناسب. يحمل مجال الطاقة الحيوية الذي يمر من خلاله جزء من الماء (الذي يأتي من الفضاء الخارجي) شحنة قوية من الطاقة. غالبًا ما يستخدم هذا النمط في العلاج. لكن منذ نقطة طبيةالرؤية ، فليس كل ماء قادر على أن يكون له تأثير مفيد ، بما في ذلك المعلومات.

المياه المهيكلة - ما هي؟

هذا ماء له بنية جزيئات مختلفة قليلاً ، ترتيب المشابك البلورية (مثل تلك التي لوحظت في الجليد) ، لكنها لا تزال سائلة (ينتمي الذوبان أيضًا إلى هذا النوع). في هذه الحالة ، يكون تكوين الماء وخصائصه نقطة علميةلا تختلف الرؤية عن تلك التي تتميز بها أكسيد الهيدروجين العادي. لذلك ، لا يمكن أن يكون للمياه المهيكلة مثل هذا العرض تأثير علاجيالذي ينسبه إليها علماء الباطنية وأنصار الطب البديل.