Вода

Вода - самое удивительное вещество в природе. В отличие от других аналогичных соединений она имеет много аномалий. К ним относится необычно высокая температура кипения и теплота парообразования. Вода характеризуется высокой теплоемкостью, которая позволяет использовать ее в качестве теплоносителя в теплоэнергетических установках. В природе это свойство проявляется в смягчении климата вблизи больших водоемов. Суть явления заключается в следующем: теплые течения переносят теплую воду из экваториальных  районов в более холодные (течение Гольфстрим, Японское, Бразильское), а противоположные им холодные течения наоборот. Вода обладает очень высокой теплоемкостью. Для нагревания 1 м3 воды на 1о   требуется энергия, которая позволяет нагреть на такую же температуру 3000 м3  воздуха. Естественно, что при охлаждении эта теплота передается в окружающее пространство. Поэтому в районах, прилегающим к морским бассейнам, редко бывают большие перепады температур воздуха в летнее и зимнее время. Водные массы сглаживают эти перепады - осенью и зимой вода подогревает воздух, а весной и летом охлаждает.

Другой важной функцией океанов и морей является регулирование содержания в атмосфере углекислого газа. Его содержание в атмосфере невелико составляет всего  0,03-0,04%. Однако общая масса, заключающаяся в атмосфере, очень большая - 2000-2500 млрд. т.  В связи с развитием энергетики, промышленности и транспорта сжигается огромное количество угля и нефтепродуктов. Основным  продуктом их окисления является углекислый газ. Ученые установили, что атмосферный СО2 обладает способностью не пропускать в космическое пространство тепловое излучение Земли («парниковый эффект»).

Основную роль в регулировании содержания углекислого газа в атмосфере играют океаны. Между Мировым океаном и атмосферой Земли устанавливается равновесие: углекислый газ растворяется в воде, превращаясь в угольную кислоту Н2СО3, и далее превращается в донные карбонатные осадки. Дело в том, что в воде содержатся ионы кальция и магния, которые с карбонатными ионами могут превращаться в малорастворимые соли - карбонаты (СаСО3 и МgCО3). Многие морские организмы извлекают первый из морской воды и строят из него панцири. При отмирании этих организмов за большие периоды времени на дне образуются огромные скопления панцирей. Так формируются залежи мела, а в результате вторичных геологических превращений - залежи известняков. 

Около половины поступающего в океан углекислого газа концентрируется в виде карбонатов в коралловых рифах. Трудно представить, какой была бы наша планета, если бы океаны не связывали атмосферный углекислый газ.

Важнейшим соединением водорода и кислорода является вода.  Вода - жидкость без цвета и запаха, имеющая самую высокую теплопроводность среди жидкостей. Плотность воды в отличие от других жидкостей по мере охлаждения возрастает не монотонно, а имеет максимум при +4о  и затем несколько уменьшается. При кристаллизации плотность резко уменьшается и составляет для льда 0,91 г/см3 . теплота плавления льда аномально высока; например, она в 13,5 раза выше, чем у свинца.

Необычные свойства воды объясняются ее строением. Молекула воды нелинейна  -  угол между связями Н-О-Н равен 104о 27 .

Связи Н-О  полярны, т.е.. некоторый положительный заряд несут атомы водорода, а отричательный  -  атом кислорода. Вследствие этого связанный атом кислорода способен притягивать атом водорода соседней молекулы с образованием водородной связи, что существенно повышает общую энергию связи. Таким образом, молекулы в воде ассоциированны . В кристаллах льда водородные связи еще прочнее. В силу высокой полярности молекул Н2О вода является растворителем не имеющих себе равных