الماء وخصائصه الفيزيائية والكيميائية. هيكل الماء

الماء نظام معقد للغاية وغير مفهوم. هيكل الماء ديناميكي. تتحد الروابط الهيدروجينية الضعيفة لتشكل سلاسل. في الماء، تتشكل الروابط الجزيئية بسهولة وتتفكك وتتحول إلى بعضها البعض. وفي الوقت نفسه، يتعرضون لعوامل كثيرة لم تكن في الحسبان أو يدرسها العلم التقليدي من قبل.

ذاكرة الماء

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

يمكن للحقول الفيزيائية ذات الطبيعة المختلفة أن تعمل كحاملات للمعلومات. لقد وجد العلماء أن بنية الماء قادرة على التفاعل على مستوى المعلومات باستخدام المجالات الصوتية والكهرومغناطيسية وغيرها مع الأشياء التي لها خصائص طبيعية مختلفة.

يتحسن هيكل الماء المعرض للمجال المغناطيسي. يصبح أكثر تنظيما. يزداد تبلور المواد الذائبة في السائل، وتصبح عمليات الامتزاز أكثر كثافة، ويتحسن ترسيب الشوائب. على الأرجح، التأثير البيولوجي العلاجي الذي تحدثه المياه المنظمة جسم الإنسانويرجع ذلك إلى حقيقة أن مضخات الأنسجة والأعضاء تمرر جزيئات الماء "الحي" بكمية أكبر السرعه العاليهلأن بنية الماء، في هذه الحالة، تشبه بنية غشاء الخلية نفسه، أي. عضية شديدة التنظيم.

مرشح العلوم الكيميائية ألكسندر سميرنوف، أستاذ في MIREA.

لقد تم منح الماء قوة غامضة
ليكون عصير الحياة على الأرض.
ليوناردو دافنشي

أرز. 1. هيكل الماء عند درجة حرارة 20 ^ياج، الحجم الأفقي - 400 ميكرون. البقع البيضاء هي emulons.

أرز. 2. الهيكل محاليل مائيةفي 20 ^ياج: أ - الماء المقطر؛ ب – منزوع الغازات مياه معدنيةبورجومي. في - صبغة الكحول 70%.

أرز. 3. المستحلبات في الماء المقطر المزدوج عند درجات حرارة 4 ^ياس (أ)، 20 ^ياس (ب)، 80 ^ياج (ب). أبعاد الصور 1.5 × 1.5 ملم.

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

أرز. 5. التغيير النسبيدرجة الحرارة عند تسخين الماء.

التفاصيل لأولئك الفضوليين. مخطط التجربة. خلف وقت قصيريتدفق 0.5 جرام من الماء من كوب به قطب كهربائي موجب (الأنود) عبر "الجسر".

"جسر الماء العائم" بطول حوالي 3 سم.

يشوه قضيب زجاجي مكهرب شكل "الجسر" ويقسمه إلى تيارات.

هذا هو الشكل الذي قد تبدو عليه المستحلبات، حيث تشكل بنية "جسر" تشبه الخيط.

ويعتبر الماء أيضًا مذيبًا محايدًا تقريبًا حيث تتم العمليات البيولوجية. التفاعلات الكيميائية، وكمادة تحمل في جميع أنحاء الجسم الكائنات الحية مواد مختلفة. وفي الوقت نفسه، يعد الماء مشاركًا لا غنى عنه في جميع العمليات الفيزيائية والكيميائية، ونظرًا لأهميته الهائلة، فهو المادة الأكثر دراسة. أدت دراسة خصائص الماء أكثر من مرة إلى نتائج غير متوقعة. يبدو أن ما هي المفاجآت التي قد تكون محفوفة بالتفاعل البسيط لأكسدة الهيدروجين 2H 2 + O 2 → 2H 2 O؟ لكن عمل الأكاديمي ن.ن.سيمينوف أظهر أن رد الفعل هذا متفرع ومتسلسل. كان هذا منذ أكثر من سبعين عامًا، وحوالي تفاعل تسلسليولم يعرف بعد انشطار اليورانيوم. الماء في الزجاج أو النهر أو البحيرة ليس مجرد كميات هائلة من الجزيئات الفردية، ولكن جمعياتها، والهياكل الجزيئية - مجموعات. لوصف بنية الماء، تم اقتراح عدد من النماذج التي تشرح بشكل أو بآخر بعض خصائصها بشكل صحيح، بينما فيما يتعلق بالخصائص الأخرى فهي تتعارض مع التجربة.

من الناحية النظرية، عادةً ما يتم حساب المجموعات فقط لعدة مئات من الجزيئات أو للطبقات القريبة من الواجهة. ومع ذلك، يشير عدد من الحقائق التجريبية إلى أن الهياكل الجزيئية العملاقة يمكن أن توجد في الماء (أعمال العضو المراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم إي. إي. فيسينكو).

وفي الماء المقطر المزدوج المنقى بعناية وبعض المحاليل، تمكنا من اكتشاف التكوينات الهيكلية المكونة من خمسة أجزاء تتراوح أحجامها من 1 إلى 100 ميكرون باستخدام الانبعاث الصوتي وتصورها باستخدام قياس التداخل الليزري. جعلت التجارب من الممكن إثبات أن كل حل له هيكله الخاص الفريد (الشكل 1، 2).

تتكون المجمعات فوق الجزيئية من مئات الآلاف من جزيئات الماء المتجمعة حول أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل على شكل أزواج أيونية. نقترح اسم "المستحلبات" لهذه المجمعات فوق الجزيئية لتسليط الضوء على تشابهها مع الجسيمات التي تشكل المستحلب. تتكون المجمعات من أجزاء فردية تتراوح أحجامها من 1 إلى 100 ميكرومتر، وتكون الكسور ذات أحجام 30 و70 و100 ميكرومتر أكبر بكثير من البقية.

يعتمد محتوى كسور emulon الفردية 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 يذكرنا بالباركيه. كما تعلمون، فإن الماء عند درجة الحرارة هذه له كثافته القصوى. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 20 درجة مئوية، تحدث تغيرات كبيرة في بنية الماء: تصبح كمية المستحلبات الحرة أكبر. ومع المزيد من التسخين، فإنها تنهار تدريجياً، ويتناقص عددها، وتنتهي هذه العملية أساساً عند درجة حرارة 75 درجة مئوية، عندما تصل سرعة الصوت في الماء إلى الحد الأقصى.

نظرًا للتأثير بعيد المدى للقوى الكهروستاتيكية، تشكل المستحلبات الموجودة في الماء شبكة فائقة مستقرة إلى حد ما، ومع ذلك فهي حساسة للتأثيرات الكهرومغناطيسية والصوتية والحرارية وغيرها من التأثيرات الخارجية.

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

جوهر التجربة هو أنه إذا وضعت كوبين صغيرين به ماء بجانب بعضهما البعض وأقطاب كهربائية من البلاتين السفلي فيهما تحت جهد ثابت قدره 15-30 كيلو فولت، فإن جسر مائي يبلغ قطره 3 مم وطوله يصل إلى 15-30 كيلو فولت. إلى 25 ملم سوف تتشكل بين الأوعية. "الجسر" يرتفع منذ وقت طويل، له هيكل متعدد الطبقات، وينتقل الماء من خلاله من القطب الموجب إلى الكاثود. هذه الظاهرة وجميع خصائصها هي نتيجة لوجود المستحلبات في الماء، والتي يبدو أن لها عزم ثنائي القطب. يمكن التنبؤ بخاصية أخرى لهذه الظاهرة: عند درجة حرارة الماء فوق 75 درجة مئوية، لن يظهر "الجسر".

كما يتم شرح الخصائص الشاذة للمياه الذائبة بسهولة. كما هو مذكور في الأدبيات، فإن العديد من خصائص الماء الذائب - الكثافة، واللزوجة، والتوصيل الكهربائي، ومعامل الانكسار، وقوة الذوبان وغيرها - تختلف عن معلمات التوازن. إن تقليل هذه التأثيرات من خلال إزالة الديوتيريوم من الماء نتيجة لانتقال الطور (نقطة انصهار "الجليد الثقيل" D 2 O 3.82 o C) أمر لا يمكن الدفاع عنه، لأن تركيز الديوتيريوم ضئيل للغاية - ذرة واحدة من الديوتيريوم لكل 5- 7 آلاف ذرة هيدروجين.

أتاحت دراسة ذوبان الجليد بطريقة الانبعاث الصوتي لأول مرة إثبات أنه بعد الذوبان الكامل للجليد، يصبح الماء الذائب، الذي يكون في حالة شبه مستقرة، مصدرًا للنبضات الصوتية، وهو ما يعد بمثابة تأكيد تجريبي لظاهرة ذوبان الجليد. تشكيل المجمعات فوق الجزيئية في الماء (الشكل 4).

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

يكمن تفرد انتقال طور الماء الجليدي في حقيقة أن تركيز أيونات الهيدروجين H + والهيدروكسيل OH في الماء الذائب يظل غير متوازن لفترة قصيرة، كما كان في الجليد، أي أقل بألف مرة منه في الماء العادي. وبعد مرور بعض الوقت، يأخذ تركيز أيونات H+ وOH- في الماء قيمة توازنه. نظرًا لأن أيونات الهيدروجين والهيدروكسيل تلعب دورًا حاسمًا في تكوين المجمعات فوق الجزيئية للماء (المستحلبات)، فإن الماء يظل في حالة شبه مستقرة لبعض الوقت. يتطلب تفاعل تفككه H 2 O → H + + OH – إنفاقًا كبيرًا للطاقة ويستمر ببطء شديد. معدل ثابت هذا التفاعل هو فقط 2.5∙10 –5 ث –1 عند 20 درجة مئوية. لذلك، يجب أن يكون الوقت اللازم لعودة الماء الذائب إلى التوازن نظريًا 10-17 ساعة، وهو ما يتم ملاحظته عمليًا. تؤكد ذلك دراسات ديناميكيات التغيرات في تركيز أيونات الهيدروجين في الماء الذائب مع مرور الوقت. الخصائص غير العادية للمياه الذائبة تثير الحديث عن "ذاكرة" الماء. لكن "ذاكرة" الماء يجب أن تُفهم على أنها اعتماد خصائصها على عصور ما قبل التاريخ وليس أكثر. يستطيع طرق مختلفة- التجميد، التسخين، الغليان، المعالجة بالموجات فوق الصوتية، التعرض لمختلف المجالات، إلخ. - تحويل الماء إلى حالة شبه مستقرة، لكنه سيكون غير مستقر ولن يحتفظ بخصائصه لفترة طويلة. باستخدام الطريقة البصرية، اكتشفنا في الماء الذائب وجود جزء واحد فقط من التكوينات فوق الجزيئية بأحجام 1-3 ميكرون. من الممكن أن تؤدي اللزوجة المنخفضة والشبكة المكانية المتناثرة للمستحلبات في الماء الذائب إلى زيادة معدل الذوبان والانتشار.

تم تأكيد حقيقة وجود emulons الطريقة الكلاسيكيةالتحليل الحراري (الشكل 5). ويبين الرسم البياني قمم محددة بوضوح، مما يشير إلى التغيرات الهيكلية في الماء. أهمها تتوافق مع 36 درجة مئوية - درجة الحرارة الدنيا للقدرة الحرارية، 63 درجة مئوية - درجة الحرارة الدنيا للانضغاط، والذروة مميزة بشكل خاص عند 75 درجة مئوية - درجة الحرارة السرعة القصوىالصوت في الماء. يمكن تفسيرها على أنها تحولات طورية غريبة مرتبطة بتدمير المستحلبات. وهذا يسمح لنا أن نستنتج: الماء السائل- نظام متفرق غريب للغاية، بما في ذلك خمسة تشكيلات هيكلية على الأقل خصائص مختلفة. يوجد كل هيكل في نطاق درجة حرارة معين ومميز. إن تجاوز درجة الحرارة فوق مستوى العتبة الحرج لهيكل معين يؤدي إلى تفككه.

الأدب

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

Kuznetsov D.M.، Gaponov V.L.، Smirnov A.N. حول إمكانية دراسة حركية تحولات الطور في وسط سائل باستخدام طريقة 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 بيئة مائية // المجلة الكيميائية الروسية - M.: Ros. الكيمياء. عنهم D. I. Mendeleeva، 2008، v.52، رقم 1، ص. 114-121.

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

سميرنوف أ.ن. الانبعاث الصوتي أثناء التفاعلات الكيميائية والعمليات الفيزيائية والكيميائية // المجلة الكيميائية الروسية. - م: روس. الكيمياء. عنهم D. I. Mendeleeva، 2001، v.45، p. 29-34.

Smirnov A. N.، Syroeshkin A. V. المجمعات الجزيئية الفائقة للمياه // المجلة الكيميائية الروسية. - م: روس. الكيمياء. عنهم D. I. Mendeleeva، 2004، v.48، no.2، p. 125-135.

تفاصيل للفضوليين

كيف يظهر "الجسر"؟

تم وصف تكوين "جسر الماء" في أعمال الفيزيائي الهولندي إلمار فوكس وزملائه.

يتم غمر أقطاب البلاتين في حاويتين صغيرتين مع وقوف الماء بالقرب منهما ويتم تطبيق جهد ثابت عليهما يتراوح بين 15-20 كيلو فولت. تظهر الصور بوضوح أنه أولاً في زجاج الأنود، ثم في زجاج الكاثود، تظهر ارتفاعات على سطح الماء، والتي تندمج لتشكل جسرًا مائيًا دائريًا يبلغ قطره 2-4 ملم بين الحاويات. بعد ذلك، يمكن نقل النظارات من بعضها البعض بمقدار 20-25 ملم. الجسر موجود منذ فترة طويلة، ويشكل "جسر الماء العائم". يتدفق الماء على طول "الجسر". نهايات "الجسر" مشحونة بشكل معاكس، وبالتالي يكتسب الماء الموجود في الحاويات معان مختلفةالرقم الهيدروجيني: 9 و4. يتكون "الجسر" من تيارات رقيقة؛ وعندما يتم إحضار قضيب زجاجي مشحون إليه، فإنه ينقسم إلى عدة أذرع. أتاحت التكنولوجيا التجريبية العالية تسجيل حركة التكوينات الكروية على طول سطح "جسر الماء".

العودة إلى الأمام

انتباه! معاينات الشرائح هي لأغراض إعلامية فقط وقد لا تمثل جميع ميزات العرض التقديمي. إذا كنت مهتما بهذا العمل، يرجى تحميل النسخة الكاملة.

الغرض من الدرس:لتكوين فكرة عن صورة شاملة للعالم باستخدام مثال مادة الماء، ودمج معارف الطلاب المكتسبة في دورات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا.

أهداف الدرس:

1. التعليمية:استيعاب جميع الطلاب للحد الأدنى القياسي من المعلومات الواقعية حول بنية ووظائف الماء على جميع مستويات تنظيم الكائنات الحية.
2. التعليمية:تحسين المهارات فوق الموضوع للمقارنة والتحليل وإقامة العلاقات بين السبب والنتيجة؛ ترجمة المعلومات إلى شكل رسومي (جدول)، وطرح المشكلات وحلها؛ العمل بالمفاهيم والتواصل مع المعرفة المكتسبة مسبقًا في دورات علم النبات وعلم الحيوان والتشريح؛ السبب عن طريق القياس، وتطوير الذاكرة، والاهتمام الطوعي.
3. التعليمية:تطوير الاهتمام بالظواهر المحيطة، والقدرة على العمل في أزواج وفي فرق، وإجراء الحوار، والاستماع إلى الرفاق، وتقييم الذات والآخرين، وتشكيل ثقافة الكلام.

النتائج المخططة:القدرة على توصيف وظائف المادة بناءً على بنيتها وخصائصها؛ تعميم المعرفة المكتسبة حول وظائف الماء مراحل مختلفةتنظيم الكائنات الحية على شكل جدول.

نوع الدرس:تعلم مواد جديدة والتوحيد الأولي للمعرفة.

طرق التدريس: المحادثة، قصة المعلم، عرض الرسوم التوضيحية، العروض التقديمية، العمل الفردي مع النص، التحكم في المعرفة.

أشكال التنظيم الأنشطة التعليمية : العمل في أزواج (إعداد جدول ملخص)، فردي، أمامي، تجربة.

معدات: صور فوتوغرافية، وكمبيوتر، وجهاز عرض متعدد الوسائط، ومنشورات للدرس على طاولات الطلاب، وتجارب توضيحية.

خلال الفصول الدراسية

اللحظة التنظيمية (دقيقتان):قل مرحبا وقدم نفسك للأطفال.

مقدمة (5 دقائق):

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

أهداف الدرس:لماذا يتواجد الماء بكثرة في الكائنات الحية؟ لماذا يغطي الماء معظمسوشي؟ كيف يخزن الماء المعلومات؟ سيتعين علينا الإجابة على هذه الأسئلة في نهاية الدرس.

كيف سنعمل:نتحدث، أتحدث، عرض الرسوم التوضيحية والرسوم البيانية (العرض التقديمي)، أثناء عملية الشرح، نقوم بملء الكلمات المفقودة في المطبوعات (الملحق 1). في نهاية الدرس سوف أتحقق من مدى فهمك لي. سوف نقوم بملء جدول ملخص، وسوف أقدر جهودكم.

توضيح التجارب:

الخبرة رقم 1:

الغرض من التجربة:إثبات ذوبان المواد في الماء.

تقدم التجربة:صب الملح أو السكر في دورق بالماء. اثارة.

نتيجة:يذوب الملح (السكر) تمامًا.

خاتمة:الماء مذيب جيد.

الخبرة رقم 2

الغرض من التجربة:إثبات قدرة الماء على التحرك عبر أوعية الساق بسبب ضغط الجذر وقوة الشفط للتبخر.

تقدم التجربة:ضع براعم البلسم المتجذرة في محلول الحبر لمدة يوم.

نتيجة:تحول الجذع وبعض أوراق البلسم إلى اللون الأزرق.

خاتمة:يتحرك الماء عبر أوعية الساق بفعل قوى الالتصاق بين الجزيئات بمساعدة ضغط الجذر وقوة الشفط التبخرية.

الخبرة رقم 3:

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

تقدم التجربة:ضع قطعًا متطابقة من البطاطس في طبقين بتري. صب الماء في كوب واحد ومحلول الملح المركز في الآخر.

نتيجة:كانت البطاطس تنتفخ في الماء العادي، ولكنها تذبل في محلول ملحي مركز.

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

شرح المادة الجديدة (20 دقيقة):

يتم إجراؤها في شكل محادثة. ندرس المواد وفق خطة معينة (أكتب على السبورة): البنية - الخصائص - الوظائف على مستويات نظام تنظيم الكائنات الحية.

يمكن للمياه تخزين المعلومات (الملحق 2).

الدمج (13 دقيقة):

المهام البيولوجية:

1. إظهار الأقحوان الأزرق أو الأخضر. كيف يتم إنشاء مثل هذه النباتات؟ هل هي نتيجة تربية انتقائية؟
2. لماذا يتجعد جلد أصابعي بعد الاستحمام لفترة طويلة؟
3. لماذا تتقلص التفاحة في مكان دافئ؟

قسّم الفصل إلى ثلاث مجموعات (في صفوف). تقوم المجموعة الأولى بتدوين وظائف الماء على مستوى الخلية الحية في دفتر ملاحظات. 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 للحياة بالوجود على هذا الكوكب هي الماء. فمن الضروري في أي حالة. أدت دراسة خصائص السوائل إلى تكوين علم كامل - الهيدرولوجيا. موضوع دراسة معظم العلماء هو الخصائص الفيزيائية والكيميائية. ويفهمون من خلال هذه الخصائص: درجات الحرارة الحرجة، والشبكة البلورية، والشوائب وغيرها الخصائص الفرديةمركب كيميائي.

في تواصل مع

دراسة

صيغة الماءمعروف لكل تلميذ. هذه ثلاث علامات بسيطة، لكنها موجودة في 75% من الكتلة الإجمالية لكل شيء على هذا الكوكب.

ماء- هذه ذرتان وواحدة - . بنية الجزيء لها شكل تجريبي، وهذا هو السبب في أن خصائص السائل متنوعة للغاية، على الرغم من تركيبته البسيطة. كل جزيء محاط بجيران. وهي متصلة بشبكة بلورية واحدة.

بساطة الهيكليسمح للسائل بالوجود في عدة حالات من التجميع. لا يمكن لأي مادة على هذا الكوكب أن تتباهى بهذا. H2O متحرك للغاية، وفي هذه الخاصية يأتي في المرتبة الثانية بعد الهواء. يعلم الجميع دورة الماء، أنه بعد أن يتبخر من سطح الأرض، يهطل المطر أو الثلج في مكان بعيد. التحكم في المناخعلى وجه التحديد بسبب خصائص السائل، الذي يمكن أن يطلق الحرارة، في حين أنه لا يغير درجة حرارته عمليًا.

الخصائص الفيزيائية

H2O وخصائصهتعتمد على العديد من العوامل الرئيسية. أهمها:

• خلية بلورية. يتم تحديد بنية الماء، أو بالأحرى شبكته البلورية، من خلال حالة التجميع. لديها هيكل فضفاض ولكن قوي جدا. تظهر رقاقات الثلج شعرية في الحالة الصلبة، أما في الحالة السائلة المعتادة فإن الماء ليس له وضوح في بنية بلوراته، فهي متحركة وقابلة للتغيير.
• هيكل الجزيء هو المجال. لكن تأثير الجاذبية يجعل الماء يأخذ شكل الوعاء الذي يوجد فيه. في الفضاء سيكون شكله صحيحًا هندسيًا.
• يتفاعل الماء مع مواد أخرى، بما في ذلك تلك التي تحتوي على أزواج إلكترونات غير مشتركة، بما في ذلك الكحول والأمونيا.
• لديه قدرة حرارية عالية والتوصيل الحراري، يسخن بسرعة ولا يبرد لفترة طويلة.
• وكان معروفاً منذ المدرسة أن درجة الغليان هي 100 درجة مئوية. تظهر البلورات في السائل عندما ينخفض ​​إلى +4 درجة، ولكن الجليد يتشكل عند انخفاض أكبر. تعتمد نقطة الغليان على الضغط الذي يوضع تحته H2O. هناك تجربة تصل فيها درجة حرارة مركب كيميائي إلى 300 درجة، والسائل لا يغلي، بل يذيب الرصاص.
• خاصية أخرى مهمة هي التوتر السطحي. تركيبة الماء تسمح لها بأن تكون متينة للغاية. لقد وجد العلماء أن كسره يتطلب قوة تزيد كتلتها عن 100 طن.

مثير للاهتمام! H2O المنقى من الشوائب (المقطر) لا يمكنه توصيل التيار. وتظهر خاصية أكسيد الهيدروجين هذه فقط في وجود الأملاح الذائبة فيه.

ميزات أخرى

الجليد هو حالة فريدة,وهي خاصية أكسيد الهيدروجين. إنها تشكل روابط فضفاضة يمكن تشويهها بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، تزداد المسافة بين الجزيئات بشكل كبير، مما يجعل كثافة الجليد أقل بكثير من كثافة السائل. وهذا يسمح للخزانات بعدم التجمد بشكل كامل في الشتاء، مما يحافظ على الحياة تحت طبقة من الجليد. الأنهار الجليدية هي مصدر كبير للمياه العذبة.

مثير للاهتمام!يتمتع H2O بحالة فريدة تسمى ظاهرة النقطة الثلاثية. وذلك عندما تكون في ثلاث من ولاياتها في وقت واحد. هذه الحالة ممكنة فقط عند درجة حرارة 0.01 درجة وضغط 610 باسكال.

الخواص الكيميائية

الخصائص الكيميائية الأساسية:

• ويقسم الماء حسب عسره من ناعم ومتوسط ​​إلى عسر. يعتمد هذا المؤشر على محتوى أملاح المغنيسيوم والبوتاسيوم في المحلول. وهناك أيضًا تلك التي تكون في السائل باستمرار، ويمكن التخلص من بعضها عن طريق الغليان.
• الأكسدة والاختزال. يؤثر H2O على العمليات المدروسة في الكيمياء والتي تحدث مع مواد أخرى: فهو يذيب بعضها ويتفاعل مع البعض الآخر. تعتمد نتيجة أي تجربة على الاختيار الصحيحالظروف التي يتم في ظلها.
• التأثير على العمليات البيوكيميائية. ماء الجزء الرئيسي من أي خليةففيها، كما في البيئة، تحدث جميع ردود الفعل في الجسم.
• وفي الحالة السائلة، يمتص الغازات غير النشطة. وتقع جزيئاتها بين جزيئات H2O داخل التجاويف. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها clathrates.
• بمساعدة أكسيد الهيدروجين، يتم تشكيل مواد جديدة غير مرتبطة بعملية الأكسدة. إنه على وشكحول القلويات والأحماض والقواعد.
• خاصية أخرى للماء هي قدرته على تكوين هيدرات بلورية. يبقى أكسيد الهيدروجين دون تغيير. من بين الهيدرات الشائعة يمكن تمييز كبريتات النحاس.
• إذا تم تمرير تيار كهربائي من خلال الاتصال، ثم يمكن تقسيم الجزيء إلى غازات.

أهمية بالنسبة للشخص

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

• التطبيق الأكثر أهمية هو وجوده في الجسم، في الخلايا حيث تتم جميع التفاعلات الأكثر أهمية.
• إن تكوين الروابط الهيدروجينية له تأثير مفيد على الكائنات الحية، لأنه عندما تتغير درجة الحرارة، لا يتجمد السائل في الجسم.
• لقد كان الناس يستخدمون H2O لفترة طويلة الاحتياجات المنزليةبالإضافة إلى الطبخ، وهي: الغسيل والتنظيف والاستحمام.
• لا يمكن لأي مصنع صناعي أن يعمل بدون سائل.
• ماء – مصدر الحياة والصحة، هي الطب.
• تستخدمه النباتات في جميع مراحل تطورها وحياتها. وبمساعدتها، ينتجون الأكسجين، وهو غاز ضروري جدًا لحياة الكائنات الحية.

بالإضافة إلى الخصائص المفيدة الأكثر وضوحا، هناك الكثير غيرها.

أهمية الماء للإنسان

حرارة حرجة

H2O، مثل جميع المواد، له درجة حرارة دعا الحرجة. يتم تحديد درجة الحرارة الحرجة للمياه من خلال طريقة تسخينها. يصل السائل إلى درجة حرارة 374 درجة مئوية، ويسمى بخار، ولا يزال من الممكن أن يعود إلى حالته السائلة المعتادة عند ضغط معين. وعندما تكون درجة الحرارة أعلى من هذه النقطة الحرجة، فإن الماء، كعنصر كيميائي، يتحول إلى غاز بشكل لا رجعة فيه.

التطبيق في الكيمياء

يحظى H2O باهتمام كبير من قبل الكيميائيين نظرًا لخاصيته الرئيسية - القدرة على الذوبان. غالبًا ما يستخدمه العلماء لتنقية المواد، وبالتالي خلقها الظروف المواتيةلإجراء التجارب. وفي كثير من الحالات، يوفر بيئة يمكن فيها إجراء الاختبارات التجريبية. بالإضافة إلى ذلك، تشارك H2O نفسها في العمليات الكيميائية، مما يؤثر على تجربة كيميائية واحدة أو أخرى. فهو يجمع مع المواد غير المعدنية والمعدنية.

ثلاث ولايات

يظهر الماء أمام الناس ثلاث دول,تسمى المجاميع. هذه هي السائل والجليد والغاز. المادة هي نفسها في التركيب ولكنها تختلف في الخواص. ش

القدرة على التحول - جدا خاصية مهمةالماء لكوكب الأرض بأكمله، وبالتالي يتم تداوله.

مقارنة جميع الدول الثلاث، يرى الشخص في كثير من الأحيان مركب كيميائيلا يزال في شكل سائل. الماء ليس له طعم ولا رائحة، وما يشعر به يرجع إلى وجود الشوائب والمواد الذائبة فيه.

الخصائص الرئيسية للمياه في الحالة السائلة هي: القوة الهائلة التي تسمح لك بشحذ الحجارة وتدمير الصخور، وكذلك القدرة على اتخاذ أي شكل.

عندما تتجمد الجزيئات الصغيرة، فإنها تقلل من سرعتها وتزيد المسافة التي تفصلها، لذلك هيكل الجليد مساميوأقل كثافة من السائل. يستخدم الثلج في وحدات التبريد لمختلف الأغراض المنزلية والصناعية. في الطبيعة، لا يسبب الجليد سوى الدمار، إذ يتساقط على شكل برد أو انهيار جليدي.

الغاز هو حالة أخرى تتشكل عندما لا يتم الوصول إلى درجة حرارة الماء الحرجة. عادة عند درجات حرارة أعلى من 100 درجة، أو يتبخر من السطح. في الطبيعة هي الغيوم والضباب والأبخرة. لعب تكوين الغاز الاصطناعي دورًا رئيسيًا في التقدم التكنولوجي في القرن التاسع عشر، عندما تم اختراع المحركات البخارية.

كمية المادة في الطبيعة

75٪ - قد يبدو هذا الرقم ضخما، ولكن هذا هو كل الماء الموجود على هذا الكوكب، حتى تلك الموجودة في حالات مختلفة من التجميع، في الكائنات الحية والمركبات العضوية. وإذا أخذنا في الاعتبار السائل فقط، أي الماء الموجود في البحار والمحيطات، وكذلك الماء الصلب - 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، 3.4٪ في الأنهار الجليدية، و 1.1٪ فقط في البحيرات والمستنقعات والأنهار.
• تمثل المصادر الجوفية حوالي 20.7٪ من الإجمالي.

خصائص الماء الثقيل

مادة طبيعية - يحدث الهيدروجين كثلاثة نظائرالأكسجين موجود أيضًا بنفس العدد من الأشكال. وهذا يجعل من الممكن عزل الديوتيريوم والتريتيوم بالإضافة إلى مياه الشرب العادية.

الديوتيريوم هو الشكل الأكثر استقرارًا، وهو موجود في الجميع مصادر طبيعية، ولكن بكميات قليلة جداً. يحتوي السائل بهذه الصيغة على عدد من الاختلافات عن السائل البسيط والخفيف. وهكذا يبدأ تكوين البلورات فيه عند درجة حرارة 3.82 درجة. لكن نقطة الغليان أعلى قليلاً - 101.42 درجة مئوية. لها كثافة أعلى وتنخفض القدرة على إذابة المواد بشكل كبير. يتم تحديده أيضًا بصيغة مختلفة (D2O).

تتفاعل الأنظمة الحيةسيئة لمثل هذا المركب الكيميائي. ولم تتمكن سوى بعض أنواع البكتيريا من التكيف مع الحياة فيها. لم تنجو السمكة من مثل هذه التجربة على الإطلاق. يمكن أن يبقى الديوتيريوم في جسم الإنسان لعدة أسابيع، ثم يتم التخلص منه دون التسبب في أي ضرر.

مهم!شرب ماء الديوتيريوم محظور!

خصائص فريدة من الماء. - فقط.

خاتمة

يستخدم الماء الثقيل على نطاق واسع في الصناعات النووية والنووية، ويستخدم الماء العادي في كل مكان.

إن أهم مادة فريدة من نوعها في خصائصها وتكوينها لكوكبنا هي الماء بالطبع. بعد كل شيء، بفضلها توجد حياة على الأرض، بينما توجد حياة على أشياء أخرى معروفة اليوم النظام الشمسيهي ليست هناك. صلبة، سائلة، على شكل بخار - أي منها مطلوب ومهم. تشكل المياه وخصائصها موضوع دراسة نظام علمي كامل - الهيدرولوجيا.

كمية المياه على الكوكب

وإذا نظرنا إلى مؤشر كمية هذا الأكسيد في جميع حالات التجميع، فهو حوالي 75٪ من الكتلة الإجمالية على الكوكب. وينبغي أن تؤخذ في الاعتبار المياه المربوطةفي المركبات العضوية والكائنات الحية والمعادن والعناصر الأخرى.

وإذا أخذنا في الاعتبار حالتي الماء السائلة والصلبة فقط، فإن الرقم ينخفض ​​إلى 70.8%. دعونا ننظر في كيفية توزيع هذه النسب، حيث يتم احتواء المادة المعنية.

1. يوجد 360 مليون كيلومتر مربع من المياه المالحة في المحيطات والبحار والبحيرات المالحة على الأرض.
2. يتم توزيع المياه العذبة بشكل غير متساو: 16.3 مليون كيلومتر مربع منها مغطاة بالجليد في الأنهار الجليدية في جرينلاند والقطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية.
3. ويتركز 5.3 مليون كيلومتر مربع من أكسيد الهيدروجين في الأنهار العذبة والمستنقعات والبحيرات.
4. وتبلغ كمية المياه الجوفية 100 مليون م3.

ولهذا السبب يستطيع رواد الفضاء من الفضاء الخارجي البعيد رؤية الأرض على شكل كرة اللون الأزرقمع رشات من السوشي في بعض الأحيان. تعتبر المياه وخصائصها ومعرفة خصائصها الهيكلية عناصر مهمة في العلم. بالإضافة إلى ذلك، في مؤخرابدأت البشرية تعاني من نقص واضح في المياه العذبة. ربما تساعد هذه المعرفة في حل هذه المشكلة.

تكوين الماء والتركيب الجزيئي

إذا نظرنا إلى هذه المؤشرات، فإن الخصائص التي تظهرها هذه المادة المذهلة سوف تتضح على الفور. وهكذا فإن جزيء الماء يتكون من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين واحدة، ولذلك فهو 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.

ومن الواضح أن كل جزيء يتم توجيهه حول الآخر، ويشكلان معًا شبكة بلورية مشتركة. ومن المثير للاهتمام أن الأكسيد مبني على شكل رباعي السطوح - ذرة أكسجين في المركز، وزوجين من الإلكترونات وذرتي هيدروجين حوله بشكل غير متماثل. إذا قمت برسم خطوط عبر مراكز النوى الذرية وقمت بتوصيلها، فستحصل على شكل هندسي رباعي السطوح تمامًا.

الزاوية بين مركز ذرة الأكسجين ونواة الهيدروجين تساوي 104.5 درجة مئوية. الطول اتصالات O-N= 0.0957 نانومتر. إن وجود أزواج الإلكترون من الأكسجين، فضلا عن تقاربه الإلكتروني الأكبر مقارنة بالهيدروجين، يضمن تكوين مجال سالب الشحنة في الجزيء. وعلى النقيض من ذلك، تشكل نوى الهيدروجين الجزء المشحون إيجابيا من المركب. وهكذا يتبين أن جزيء الماء ثنائي القطب. هذا يحدد ما يمكن أن يكون عليه الماء وما هو عليه الخصائص الفيزيائيةتعتمد أيضًا على بنية الجزيء. بالنسبة للكائنات الحية، تلعب هذه الميزات دورًا حيويًا.

الخصائص الفيزيائية الأساسية

وتشمل هذه عادةً الشبكة البلورية ونقاط الغليان والانصهار والخصائص الفردية الخاصة. دعونا ننظر في كل منهم.

1. يعتمد هيكل الشبكة البلورية لأكسيد الهيدروجين على حالة التجميع. يمكن أن تكون صلبة - ثلجية، أو سائلة - مياه قاعدية في الظروف العادية، أو غازية - بخارية عندما ترتفع درجة حرارة الماء عن 100 درجة مئوية. ويشكل الجليد بلورات منقوشة جميلة. الشبكة ككل فضفاضة، ولكن الاتصال قوي جدًا والكثافة منخفضة. يمكنك رؤيته في مثال رقاقات الثلج أو الأنماط الفاترة على الزجاج. ش الماء العاديليس للشبكة شكل ثابت، فهي تتغير وتنتقل من حالة إلى أخرى.
2. يوجد جزيء ماء في الفضاء الخارجي الشكل الصحيحكرة. إلا أنها تحت تأثير الجاذبية الأرضية تتشوه وتأخذ في الحالة السائلة شكل وعاء.
3. حقيقة أن أكسيد الهيدروجين ثنائي القطب في هيكله يحدد الخصائص التالية: الموصلية الحرارية العالية والسعة الحرارية، والتي يمكن رؤيتها في التسخين السريع والتبريد الطويل للمادة، والقدرة على توجيه الأيونات والإلكترونات الفردية والمركبات حول نفسها . وهذا يجعل الماء مذيبًا عالميًا (قطبيًا ومحايدًا).
4. يفسر تركيب الماء وبنية الجزيء قدرة هذا المركب على تكوين روابط هيدروجينية متعددة، بما في ذلك مع المركبات الأخرى التي تحتوي على أزواج إلكترون وحيدة (الأمونيا والكحول وغيرها).
5. نقطة غليان الماء السائل هي 100 درجة مئوية، ويحدث التبلور عند +4 درجة مئوية. ويوجد الجليد أسفل هذا المؤشر. إذا قمت بزيادة الضغط، فإن نقطة غليان الماء سوف تزيد بشكل حاد. لذلك، في أجواء عالية، من الممكن ذوبان الرصاص فيه، لكنه لن يغلي حتى (أكثر من 300 درجة مئوية).
6. خصائص الماء مهمة جدا للكائنات الحية. على سبيل المثال، أحد أهم هذه العوامل هو التوتر السطحي. هذا هو تكوين طبقة واقية رقيقة على سطح أكسيد الهيدروجين. نحن نتحدث عن الماء السائل. من الصعب جدًا كسر هذا الفيلم عن طريق الحركة الميكانيكية. لقد قرر العلماء أن القوة التي تساوي وزن 100 طن ستكون مطلوبة. كيفية اكتشاف ذلك؟ يكون الفيلم واضحًا عندما يقطر الماء ببطء من الصنبور. يمكن ملاحظة أنه كما لو كان في نوع ما من القشرة، والتي تمتد إلى حد معين ووزن معين وتخرج على شكل قطرة مستديرة، مشوهة قليلاً بسبب الجاذبية. بفضل التوتر السطحي، يمكن للعديد من الأشياء أن تطفو على سطح الماء. يمكن للحشرات ذات التكيفات الخاصة التحرك بحرية على طولها.
7. الماء وخصائصه شاذة وفريدة من نوعها. وفقا للمؤشرات الحسية، فإن هذا المركب هو سائل عديم اللون بدون طعم أو رائحة. وما نسميه طعم الماء هو المعادن والمكونات الأخرى الذائبة فيه.
8. تعتمد الموصلية الكهربائية لأكسيد الهيدروجين في الحالة السائلة على عدد الأملاح المذابة فيه وما هي الأملاح. الماء المقطر، الذي لا يحتوي على أية شوائب، لا يوصل التيار الكهربائي.

الجليد هو حالة خاصةماء. في بنية هذه الحالة، ترتبط الجزيئات ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية وتشكل شبكة بلورية جميلة. لكنها غير مستقرة تمامًا ويمكن أن تنقسم بسهولة أو تذوب أو تتشوه. هناك فراغات كثيرة بين الجزيئات أبعادها تتجاوز أبعاد الجزيئات نفسها. ونتيجة لذلك فإن كثافة الجليد أقل من كثافة أكسيد الهيدروجين السائل.

لقد أهمية عظيمةللأنهار والبحيرات وغيرها من المسطحات المائية العذبة. في الواقع، في فصل الشتاء، لا يتجمد الماء فيها تمامًا، بل يصبح مغطى بقشرة كثيفة أكثر الجليد الخفيف، تطفو إلى الأعلى. إذا لم تكن هذه الخاصية مميزة للحالة الصلبة لأكسيد الهيدروجين، فإن الخزانات سوف تتجمد. الحياة تحت الماء ستكون مستحيلة.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الحالة الصلبة للمياه لها أهمية كبيرة كمصدر لكميات هائلة من مياه الشرب العذبة. هذه هي الأنهار الجليدية.

يمكن تسمية خاصية خاصة للمياه بظاهرة النقطة الثلاثية. هذه هي الحالة التي يمكن أن يتواجد فيها الجليد والبخار والسائل في وقت واحد. وهذا يتطلب الشروط التالية:

• الضغط العالي - 610 باسكال؛
• درجة الحرارة 0.01 درجة مئوية.

يختلف وضوح الماء باختلاف المادة الغريبة. يمكن أن يكون السائل شفافًا تمامًا أو براقًا أو غائمًا. يتم امتصاص موجات من الألوان الصفراء والحمراء، وتتغلغل الأشعة البنفسجية بعمق.

الخواص الكيميائية

الماء وخصائصه - أداة مهمةفي فهم العديد من عمليات الحياة. ولذلك فقد تمت دراستها بشكل جيد للغاية. وهكذا فإن الكيمياء الهيدروكيميائية تهتم بالمياه وخصائصها الكيميائية. من بينها ما يلي:

1. الاستعلاء. وهذه الخاصية تفسر بوجود أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم وأيوناتهما في المحلول. وتنقسم إلى دائمة (أملاح المعادن المسماة: الكلوريدات، الكبريتات، الكبريتات، النترات)، مؤقتة (البيكربونات) والتي يتم التخلص منها بالغليان. في روسيا، يتم تخفيف الماء كيميائيًا قبل استخدامه للحصول على جودة أفضل.
2. التمعدن. خاصية تعتمد على عزم ثنائي القطب لأكسيد الهيدروجين. بفضل وجودها، فإن الجزيئات قادرة على ربط العديد من المواد والأيونات الأخرى والاحتفاظ بها. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشكيل الزملاء والكلاثرات والجمعيات الأخرى.
3. خصائص الأكسدة والاختزال. باعتباره مذيبًا ومحفزًا وشريكًا عالميًا، فإن الماء قادر على التفاعل مع العديد من المركبات البسيطة والمعقدة. مع البعض يعمل كعامل مؤكسد، مع الآخرين - والعكس صحيح. كعامل اختزال فإنه يتفاعل مع الهالوجينات والأملاح وبعض المعادن الأقل نشاطا ومع العديد من المواد العضوية. دراسة أحدث التحولات الكيمياء العضوية. يُظهر الماء وخصائصه، وخاصة الخصائص الكيميائية، مدى عالمية وفريدة من نوعها. كعامل مؤكسد، فإنه يتفاعل مع المعادن النشطة، وبعض الأملاح الثنائية، والعديد منها مركبات العضوية، الكربون، الميثان. بشكل عام، التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على مادة معينة تتطلب اختيار شروط معينة. سوف تعتمد نتيجة رد الفعل عليهم.
4. الخصائص البيوكيميائية. الماء جزء لا يتجزأ من جميع العمليات البيوكيميائية في الجسم، فهو مذيب ومحفز ووسيط.
5. التفاعل مع الغازات لتكوين الكالثرات. يمكن للماء السائل العادي أن يمتص حتى الغازات غير النشطة كيميائيًا ويضعها داخل التجاويف بين جزيئات البنية الداخلية. تسمى هذه المركبات عادةً بالكلاثرات.
6. مع العديد من المعادن، يشكل أكسيد الهيدروجين هيدرات بلورية، حيث يتم تضمينه 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). إنهم ليسوا الأكسدة.
8. التحليل الكهربائي. تحت تأثير التيار الكهربائييتحلل الجزيء إلى الغازات المكونة له - الهيدروجين والأكسجين. إحدى طرق الحصول عليها هي في المختبر والصناعة.

ومن وجهة نظر نظرية لويس فإن الماء حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة في نفس الوقت (أمفوليت). وهذا هو، يمكننا أن نتحدث عن أمفوتري 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. ومن المعروف أنه بدونها لا يستطيع الإنسان أن يعيش ولو لمدة أسبوع. الماء وخصائصه وأهميته هائلة بكل بساطة.

1. وهو مذيب عالمي، أي قادر على إذابة المركبات العضوية وغير العضوية التي تعمل في الأنظمة الحية. ولهذا السبب فإن الماء هو المصدر والوسط الذي تحدث فيه جميع التحولات البيوكيميائية التحفيزية، مع تكوين مركبات حيوية معقدة.
2. القدرة على تكوين روابط هيدروجينية تجعل هذه المادةعالمي في الحفاظ على درجات الحرارة دون تغيير حالة التجميع. ولو لم يكن الأمر كذلك، فإنه مع أقل انخفاض في درجاته سيتحول إلى جليد داخل الكائنات الحية، مما يسبب موت الخلايا.
3. يعتبر الماء بالنسبة للإنسان مصدر جميع السلع والاحتياجات المنزلية الأساسية: الطبخ والغسيل والتنظيف والاستحمام والاستحمام والسباحة وما إلى ذلك.
4. لن تتمكن المصانع الصناعية (الكيميائية والنسيجية والهندسية والأغذية وتكرير النفط وغيرها) من القيام بعملها دون مشاركة أكسيد الهيدروجين.
5. منذ القدم كان يعتقد أن الماء مصدر للصحة. لقد كان ويستخدم اليوم كمادة طبية.
6. تستخدمه النباتات كمصدر رئيسي للتغذية، حيث تنتج الأكسجين، وهو الغاز الذي يسمح للحياة بالوجود على كوكبنا.

يمكننا تسمية العشرات من الأسباب الأخرى التي تجعل الماء المادة الأكثر انتشارًا وأهمية وضرورية لجميع الكائنات الحية والمصطنعة. لقد استشهدنا فقط بأكثرها وضوحًا وأهمها.

الدورة الهيدرولوجية للمياه

وبعبارة أخرى، هذه هي دورتها في الطبيعة. عملية مهمة للغاية تسمح لنا بتجديد إمدادات المياه المتضائلة باستمرار. كيف يحدث ذلك؟

هناك ثلاثة مشاركين رئيسيين: المياه الجوفية (أو المياه الجوفية)، والمياه السطحية، والمحيط العالمي. كما أن الغلاف الجوي الذي يتكثف وينتج عنه هطول الأمطار مهم أيضًا. المشاركون النشطون أيضًا في هذه العملية هم النباتات (الأشجار بشكل أساسي) التي يمكنها الامتصاص كمية كبيرةالماء يوميا.

لذلك، تسير العملية على النحو التالي. المياه الجوفيةتملأ الشعيرات الدموية الموجودة تحت الأرض وتتدفق إلى السطح والمحيط العالمي. ثم تمتص النباتات المياه السطحية وتنتقل إلى بيئة. ويحدث التبخر أيضًا من مساحات شاسعة من المحيطات والبحار والأنهار والبحيرات والمسطحات المائية الأخرى. بمجرد وصوله إلى الغلاف الجوي، ماذا يفعل الماء؟ ويتكثف ويتدفق مرة أخرى على شكل أمطار (مطر، ثلج، برد).

ولو لم تحدث هذه العمليات، لكانت إمدادات المياه، وخاصة المياه العذبة، قد استنفدت منذ فترة طويلة. ولهذا السبب يولي الناس اهتمامًا كبيرًا بالحماية والدورة الهيدرولوجية الطبيعية.

مفهوم الماء الثقيل

في الطبيعة، يوجد أكسيد الهيدروجين كخليط من النظائر. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الهيدروجين يشكل ثلاثة أنواع من النظائر: البروتيوم 1 H، الديوتيريوم 2 H، التريتيوم 3 H. الأكسجين بدوره لا يتخلف أيضًا ويشكل ثلاثة أشكال مستقرة: 16 O، 17 O، 18 O وبفضل ذلك، لا يوجد فقط ماء البروتيوم العادي بتركيبة H 2 O (1 H و 16 O)، ولكن أيضًا الديوتيريوم والتريتيوم.

في الوقت نفسه، فإن الديوتيريوم (2 H) مستقر في البنية والشكل، وهو جزء من جميع المياه الطبيعية تقريبًا، ولكن بكميات صغيرة. وهذا ما يسمونه الثقيلة. وهو يختلف بعض الشيء عن الطبيعي أو الخفيف من جميع النواحي.

يتميز الماء الثقيل وخصائصه بعدة نقاط.

1. يتبلور عند درجة حرارة 3.82 درجة مئوية.
2. لوحظ الغليان عند 101.42 درجة مئوية.
3. الكثافة 1.1059 جم/سم3.
4. كمذيب فهو أسوأ بعدة مرات من الماء الخفيف.
5. لقد صيغة كيميائية D2O.

وعند إجراء التجارب التي تبين تأثير هذه المياه على الأنظمة الحية، تبين أن بعض أنواع البكتيريا فقط هي القادرة على العيش فيها. استغرق الأمر وقتًا حتى تتكيف المستعمرات وتتأقلم. ولكن، بعد أن تكيفت، استعادوا كل شيء بشكل حيوي بالكامل وظائف مهمة(التكاثر والتغذية). وبالإضافة إلى ذلك، فإن الفولاذ مقاوم جدًا للإشعاع. تجارب على الضفادع والأسماك نتيجة ايجابيةغير مسموح.

المجالات الحديثة لتطبيق الديوتيريوم والماء الثقيل الذي يتكون منه - النووية و الطاقة النووية. يمكن الحصول على مثل هذه المياه في ظروف المختبر باستخدام التحليل الكهربائي العادي - حيث يتم تشكيلها كمنتج ثانوي. يتشكل الديوتيريوم نفسه أثناء التقطير المتكرر للهيدروجين في أجهزة خاصة. يعتمد استخدامه على قدرته على إبطاء اندماج النيوترونات وتفاعلات البروتونات. إن نظائر الماء الثقيل والهيدروجين هي الأساس لصنع القنابل النووية والهيدروجينية.

أظهرت التجارب على استخدام ماء الديوتيريوم من قبل الناس بكميات صغيرة أنه لا يبقى لفترة طويلة - حيث لوحظ الانسحاب الكامل بعد أسبوعين. كمصدر للرطوبة مدى الحياة، لا يمكن استخدامه، لكن أهميته التقنية هائلة بكل بساطة.

تذويب الماء واستخداماته

منذ العصور القديمة، حدد الناس خصائص هذه المياه على أنها شفاء. لقد لوحظ منذ فترة طويلة أنه عندما يذوب الثلج، تحاول الحيوانات شرب الماء من البرك الناتجة. وفي وقت لاحق، تمت دراسة بنيته وتأثيراته البيولوجية على جسم الإنسان بعناية.

الماء الذائب وخصائصه وخصائصه تقع في الوسط بين الماء الخفيف العادي والجليد. ومن الداخل، لا يتكون من الجزيئات فحسب، بل من مجموعة من التجمعات التي تتكون من البلورات والغازات. أي أنه يوجد داخل الفراغات بين الأجزاء الهيكلية للبلورة الهيدروجين والأكسجين. بشكل عام، يشبه هيكل الماء الذائب هيكل الجليد - يتم الحفاظ على الهيكل. تتغير الخصائص الفيزيائية لأكسيد الهيدروجين بشكل طفيف مقارنة بالخصائص التقليدية. ومع ذلك، فإن التأثير البيولوجي على الجسم ممتاز.

عندما يتم تجميد الماء، يتحول الجزء الأول إلى جليد الجزء الأثقل - وهو نظائر الديوتيريوم والأملاح والشوائب. ولذلك، ينبغي إزالة هذا الأساسية. لكن بقية الجزء نظيف ومنظم و مياه صحية. ما هو التأثير على الجسم؟ قام علماء من معهد دونيتسك للأبحاث بتسمية الأنواع التالية من التحسينات:

1. تسريع عمليات الاسترداد.
2. تقوية جهاز المناعة.
3. يشعر الأطفال بالشفاء والشفاء بعد استنشاق هذا الماء. نزلات البردوالسعال وسيلان الأنف وما إلى ذلك يختفي.
4. التنفس وتحسن حالة الحنجرة والأغشية المخاطية.
5. زيادة الرفاهية العامة للشخص والنشاط.

اليوم هناك عدد من أنصار العلاج بالماء الذائب، الذين يكتبون مراجعات إيجابية. لكن هناك علماء، ومن بينهم أطباء، لا يؤيدون هذه الآراء. إنهم يعتقدون أنه لن يكون هناك ضرر من هذه المياه، ولكن هناك فائدة قليلة أيضا.

طاقة

لماذا يمكن أن تتغير خصائص الماء ويتم استعادتها عند الانتقال إلى حالات التجميع المختلفة؟ الجواب على هذا السؤال هو كما يلي: هذا المركب لديه ذاكرة معلومات خاصة به، والتي تسجل جميع التغييرات وتؤدي إلى استعادة البنية والخصائص في الوقت المناسب. إن مجال الطاقة الحيوية الذي يمر عبره جزء من الماء (الذي يأتي من الفضاء) يحمل شحنة قوية من الطاقة. وكثيرا ما يستخدم هذا النمط في العلاج. ومع ذلك، مع نقطة طبيةمن حيث الرؤية، ليس كل الماء يمكن أن يكون له تأثير مفيد، بما في ذلك المعلومات.

المياه المنظمة - ما هو؟

هذا هو الماء الذي يحتوي على بنية جزيئات مختلفة قليلا، وترتيب الشبكات البلورية (نفس تلك التي لوحظت في الجليد)، لكنه لا يزال سائلا (ينتمي الذوبان أيضا إلى هذا النوع). في هذه الحالة، تكوين الماء وخصائصه نقطة علميةالرؤية لا تختلف عن تلك المميزة لأكسيد الهيدروجين العادي. لذلك، لا يمكن أن يكون للمياه المنظمة مثل هذا النطاق تأثير علاجيوالتي ينسبها إليها الباطنيون وأنصار الطب البديل.