Треугольная молекула: основа строения
Фундаментальной единицей воды является молекула H₂O, состоящая из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Эти три атома образуют устойчивую пространственную конфигурацию в виде равнобедренного треугольника. Такое расположение обеспечивается силами химического сродства, которые делают именно эту треугольную «постройку» наиболее стабильной. Если под внешним воздействием структура временно искажается, то после устранения причины атомы неизменно возвращаются в исходное треугольное положение.
Полярность и водородные связи
Ключ к пониманию многих аномальных свойств воды лежит в полярности её молекул. Атом кислорода более электроотрицателен, чем водород, поэтому в молекуле образуются два полюса: положительный (со стороны атомов водорода) и отрицательный (со стороны кислорода). Угол между связями О-Н составляет примерно 104 градуса. Эта полярность приводит к возникновению водородных связей: атом водорода одной молекулы притягивается к атому кислорода соседней. Именно эти межмолекулярные связи, которые необходимо преодолеть, объясняют необычно высокие температуры плавления и кипения воды, а также её огромную теплоёмкость.
Вода в трёх состояниях
Вода — уникальное вещество, которое в природных земных условиях существует во всех трёх агрегатных состояниях: твёрдом (лёд), жидком и газообразном (пар). При этом базовые молекулы H₂O остаются неизменными, где бы вода ни находилась — в океане, в облаке или в живом организме. Меняется лишь взаимное расположение и характер взаимодействия между этими молекулами.
В водяном паре при высоких температурах молекулы разделены большими расстояниями и движутся почти независимо. В кристаллической решётке льда они жёстко зафиксированы и образуют упорядоченную структуру. В жидкой же воде наблюдается динамический баланс: молекулы образуют короткоживущие, гибкие ассоциаты (кластеры), напоминающие структуру льда, особенно при низких температурах. Эта подвижная, постоянно меняющаяся структура и делает воду идеальной средой — от приведения в движение турбин до транспорта питательных веществ по капиллярам.
Роль воды в природе и гипотеза о памяти
Как отмечал академик В. И. Вернадский, вода занимает исключительное место на нашей планете, пронизывая и формируя все геологические и биологические процессы. Существуют также гипотезы, выходящие за рамки классической физики, о том, что вода способна запоминать информацию. Согласно этим представлениям, внешние воздействия (физические, химические или даже информационные, например, человеческие мысли) могут временно изменять структуру водных кластеров. Эта изменённая структура, сохраняясь, теоретически может оказывать влияние на биологические объекты. Таким образом, «память» воды связывают именно с изменчивостью её внутренней структуры, а не с химическим составом.
Интересное еще здесь: Медицина.
