Говоря о химических и физических свойствам воды, важно сказать, что вода это бинарное неорганическое соединение имеющее формулу H2O. Состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, при этом угол между двумя атомами водорода составляет 104,45 градусов в молекуле (Рис. 1.1), а расстояние от центра атома кислорода до центра атома водорода составит 0,9584 ангстрема. Обладает ковалентной связью и при нормальных условиях, то есть при давлении в 101 325 Па, что равно 1 бар, 760 мм рт. ст. или 1 атмосфере, стандартной температуре в 293,15 К, что равно 20 градусов по Целью и 52 градуса по Фаренгейту.
Рис. 1.1.1 Схема молекулы оксида водорода
Молярная масса вещества составляет 18,01528 г/моль, когда же плотность равняется 1 г/см, для чистой воды без каких-либо примесей, а твёрдость оксида водорода (воды) составляет 1,5 с динамической вязкостью в 1,01 мПа*с. Само название первого химического элемента образовано именно из того понятия, что при его соединении с кислородом «рождает воду». Скорость звука в чистой или дистиллированной, то есть полностью выпаренной и полученной из паров, воды составляет 1 348 м/с, что больше чем в воздухе, которое равно 331,46 м/с.
Рис. 1.1.2. Трёхмерная модель молекулы оксида водорода
Температура плавления или точнее температура перехода в жидкое состояние, у воды составляет 273,1 К, то есть при нулевой температуре, а температура кипения уже при 373,1 К или 99,974 градуса по Цельсию. Его удельная теплота испарения составляет 2256,2 кДж/кг, когда же удельная теплота плавления 332,4 кДж/кг, благодаря чему переход из твёрдого состояния в жидкое и из жидкого в газообразное не трудный процесс, хотя при наличии больших энергий, наблюдается прямой переход из твёрдого в газообразное, минуя жидкое состояние.
Конечно можно привести ещё целый ряд свойств воды, но на данный момент можно ограничиться ими и указать интересный факт. Любое вещество при охлаждении сжимается, а вода наоборот расширяется. Это уникальное свойство люди научились использовать ещё в прошлом. Северные народы добывали камень, заливая воду перед заморозками в расщелины скал. На юге клинья вбивали в расщелины породы и заливали их водой. Разбухая эти клинья разрывали камень. Гораздо позже учёные установили, что находясь в порах и капиллярах, вода способна создавать огромное давление. В зерне, например, в момент прорастания она может достигать 400 атмосфер. Вот почему росток с лёгкостью пробивает асфальт.
Молекула воды отлична и рядом других свойств, к примеру, при обычных условиях соединения водорода с другими веществами в тех же нормальных условиях пребывает в газообразном состоянии, когда же вода пребывает в жидком. Поскольку заряд водорода составляет 1, обладает в ядре один протон, а в кислороде заряд равен 8, что определяется из его порядкового номера в системе Дмитрия Ивановича Менделеева. Именно поэтому электронное облако во всей молекуле больше сдвигается в сторону атома кислорода, имеющее больший заряд.
Вода при этом, как можно наблюдать обладает всеми необходимыми свойствами для зарождения в её среде жизни, к тому же вода является отличным проводником, что создаёт возможность для прохода зарядов молний и последующим образованием первоначальных органических соединений.
Любое из свойств воды уникально. До сих пор нет в науке ответа на вопрос, почему только вода единственное вещество на планете, которое может находится в трёх состояниях: жидком, твёрдом и газообразном? Почему из всех жидкостей самое высокое поверхностное натяжение? Почему она является самым мощным растворителем на Земле? И каким образом она способна подниматься по стволам деревьев преодолевая давление в десятки атмосфер?
И даже зная, что сегодня столько исследований проводится с водой, до сих пор не ясно, что же такое вода? Человечество до сих пор не знает, ответа на этот казалось бы незамысловатый вопрос и насколько бы мы не входили глубже в этот вопрос, настолько много неизвестного открывается в этом удивительном веществе. Описывая все эти свойства можно привести одну действительно случившуюся ситуацию, которая приводит к невероятным выводам.
Юго-восточная Азия, 1956 год. Закрытая лаборатория военного института по разработке и изготовлению средств массового уничтожения. Здесь уже несколько лет работают над созданием сильнейшего бактериологического оружия нового поколения. Свойство, которыми это оружие должно обладать обсуждается на одном из многочасовых секретных совещаний. Неожиданно оно прерывается. Всех участников увозят в госпиталь с симптомами сильнейшего пищевого отравления.