Су (сутегі оксиді) – түссіз (аз мөлшерде), иіссіз және дәмсіз мөлдір сұйықтық. Химиялық формуласы: H2O. Қатты күйде мұз немесе қар, ал газ күйінде су буы деп аталады. Жер бетінің шамамен 71%-ын су (мұхиттар, теңіздер, көлдер, өзендер, полюстердегі мұз) алып жатыр.

Бұл жақсы полярлы еріткіш. Табиғи жағдайда оның құрамында әрқашан еріген заттар (тұздар, газдар) болады. Су жер бетінде тіршіліктің пайда болуы мен сақталуында, тірі организмдердің химиялық құрылымында, климат пен ауа райының қалыптасуында шешуші мәнге ие.

Біздің планетамыздың бетінің 70% дерлік мұхиттар мен теңіздер алып жатыр. Қатты су – қар мен мұз – жердің 20%-ын алып жатыр. Жер бетіндегі судың жалпы көлемінің 1 миллиард 386 миллион текше шақырымға тең, 1 миллиард 338 миллион текше шақырымы Дүниежүзілік мұхиттың тұзды суларының үлесіне, 35 миллион текше шақырымы ғана тұщы сулардың үлесіне келеді. Мұхит суының жалпы көлемі жер шарын 2,5 километрден астам қабатпен жабуға жетеді. Жердің әрбір тұрғынына шамамен 0,33 текше километр теңіз суы және 0,008 текше километр тұщы су келеді. Бірақ қиындығы жер бетіндегі тұщы судың басым көпшілігі адамдарға қол жеткізуді қиындататын күйде. Тұщы судың 70% дерлік полярлық елдердің мұз қабаттарында және таулы мұздықтарда, 30% жер астындағы сулы горизонттарда және барлық өзендердің арналарында тек 0,006% тұщы су бар. Жұлдызаралық кеңістікте су молекулалары табылды. Су - кометалар бөлігі, Күн жүйесіндегі планеталардың көпшілігі және олардың серіктері.

Судың құрамы (массасы бойынша): 11,19% сутегі және 88,81% оттегі. Таза су мөлдір, иіссіз және дәмсіз. Оның ең үлкен тығыздығы 0° C (1 г/см3) температурада болады. Мұздың тығыздығы сұйық судың тығыздығынан аз, сондықтан мұз жер бетіне қалқып шығады. Су 0°С-та қатып, 100°С-та 101325 Па қысымда қайнайды. Ол жылуды нашар өткізеді және электр тогын өте нашар өткізеді. Су жақсы еріткіш болып табылады. Су молекуласының бұрыштық пішіні бар, сутегі атомдары оттегіге қатысты 104,5° бұрыш жасайды. Демек, су молекуласы диполь болып табылады: молекуланың сутегі орналасқан бөлігі оң зарядты, ал оттегі орналасқан бөлігі теріс зарядты. Су молекулаларының полярлығына байланысты ондағы электролиттер иондарға диссоциацияланады.

Сұйық суда қарапайым H20 молекулаларымен бірге байланысты молекулалар бар, яғни сутегі байланыстарының түзілуіне байланысты күрделірек агрегаттарға (H2O)x қосылған. Су молекулалары арасында сутектік байланыстардың болуы оның физикалық қасиеттерінің ауытқуларын түсіндіреді: 4°С максималды тығыздық, жоғары қайнау температурасы (H20-H2S – H2Se сериясында) және аномальды жоғары жылу сыйымдылығы. Температура жоғарылағанда сутектік байланыстар үзіліп, су буға айналғанда толық үзілу орын алады.

Су – реакцияға қабілетті зат. Қалыпты жағдайда көптеген негіздік және қышқылдық оксидтермен, сондай-ақ сілтілік және сілтілік жер металдарымен әрекеттеседі. Су көптеген қосылыстар – кристалды гидраттарды түзеді.

Суды байланыстыратын қосылыстар кептіру агенттері ретінде қызмет ете алатыны анық. Басқа кептіру заттарына P2O5, CaO, BaO, металл Ma (олар сумен де химиялық әрекеттеседі), сонымен қатар силикагель жатады. Судың маңызды химиялық қасиеттеріне оның гидролитикалық ыдырау реакцияларына түсу қабілеті жатады.

Судың физикалық қасиеттері.

Судың бірқатар ерекше қасиеттері бар:

1. Мұз еріген кезде оның тығыздығы артады (0,9-дан 1 г/см³-ге дейін). Барлық дерлік басқа заттар үшін балқыған кезде тығыздық азаяды.

2. 0 °C-тан 4 °C-қа дейін (дәлірек, 3,98 °C) қыздырылған кезде су жиырылады. Тиісінше, салқындату кезінде тығыздық төмендейді. Осының арқасында балықтар мұздатылған су қоймаларында өмір сүре алады: температура 4 ° C-тан төмен түскенде, суық су, тығыздығы азырақ, бетінде қалады және қатып қалады, ал мұздың астында оң температура сақталады.

3. Молекулярлық массасы ұқсас сутек қосылыстарымен салыстырғанда жоғары температура және меншікті балқу жылуы (0 °C және 333,55 кДж/кг), қайнау температурасы (100 °C) және меншікті булану жылуы (2250 КДж/кг).

4. Сұйық судың жоғары жылу сыйымдылығы.

5. Жоғары тұтқырлық.

6. Жоғары беттік керілу.

7. Су бетінің теріс электрлік потенциалы.

Барлық осы ерекшеліктер сутегі байланыстарының болуымен байланысты. Сутегі мен оттегі атомдарының электртерістігінің үлкен айырмашылығына байланысты электрон бұлттары оттегіге қатты бейім. Осыған байланысты, сондай-ақ сутегі ионының (протонның) ішкі электрондық қабаттары жоқтығына және өлшемі шағын болғандықтан, ол көрші молекуланың теріс поляризацияланған атомының электронды қабығына өте алады. Осыған байланысты әрбір оттегі атомы басқа молекулалардың сутегі атомдарына тартылады және керісінше. Су молекулалары арасындағы және олардың ішіндегі протон алмасу әрекеттестігі белгілі бір рөл атқарады. Әрбір су молекуласы максимум төрт сутегі байланысына қатыса алады: 2 сутегі атомы - әрқайсысы біреуде және оттегі атомы - екеуінде; Бұл күйде молекулалар мұз кристалында болады. Мұз еріген кезде кейбір байланыстар үзіледі, бұл су молекулаларының тығызырақ оралуына мүмкіндік береді; Суды қыздырған кезде байланыстар үзілуде және оның тығыздығы артады, бірақ 4 ° C жоғары температурада бұл әсер термиялық кеңеюден әлсіз болады. Булану кезінде барлық қалған байланыстар үзіледі. Байланыстарды үзу көп энергияны қажет етеді, сондықтан балқу мен қайнаудың жоғары температурасы мен меншікті жылуы және жоғары жылу сыйымдылығы. Судың тұтқырлығы сутектік байланыстардың су молекулаларының әртүрлі жылдамдықпен қозғалуына кедергі болатындығына байланысты.

Осыған ұқсас себептерге байланысты су полярлы заттар үшін жақсы еріткіш болып табылады. Еріген заттың әрбір молекуласы су молекулаларымен қоршалған, ал еріген зат молекуласының оң зарядты бөліктері оттегі атомдарын, ал теріс зарядты бөліктері сутегі атомдарын тартады. Су молекуласының көлемі кішкентай болғандықтан, көптеген су молекулалары әрбір еріген зат молекуласын қоршай алады.

Судың бұл қасиетін тіршілік иелері пайдаланады. Тірі жасушада және жасушааралық кеңістікте судағы әртүрлі заттардың ерітінділері өзара әрекеттеседі. Су жер бетіндегі барлық бір жасушалы және көп жасушалы тіршілік иелерінің тіршілігі үшін қажет.

Таза (қоспасыз) су жақсы изолятор болып табылады. Қалыпты жағдайда су әлсіз диссоциацияланады және протондардың (дәлірек айтқанда, гидроний иондары H3O+) және гидроксил иондарының HO− концентрациясы 0,1 мкмоль/л құрайды. Бірақ су жақсы еріткіш болғандықтан, онда белгілі бір тұздар әрдайым дерлік еріген, яғни суда оң және теріс иондар болады. Осының арқасында су электр тогын өткізеді. Судың тазалығын анықтау үшін оның электр өткізгіштігін пайдалануға болады.

Судың оптикалық диапазондағы сыну көрсеткіші n=1,33. Дегенмен, ол инфрақызыл сәулеленуді қатты сіңіреді, сондықтан су буы парниктік әсердің 60% -дан астамына жауап беретін негізгі табиғи парниктік газ болып табылады. Молекулалардың үлкен дипольдік моментінің арқасында су микротолқынды пештің жұмыс принципі осыған негізделген микротолқынды сәулеленуді де сіңіреді.

Жиынтық күйлер.

1. Шартына қарай олар бөлінеді:

2. Қатты – мұз

3. Сұйықтық – су

4. Газ тәрізді – су буы

1-сурет «Қар түйіршіктерінің түрлері»

Атмосфералық қысымда су 0°С-та қатып (мұзға айналады), 100°С-та қайнайды (су буына айналады). Қысым төмендеген сайын судың балқу температурасы баяу артады, ал қайнау температурасы төмендейді. 611,73 Па (шамамен 0,006 атм) қысымда қайнау және балқу нүктелері сәйкес келеді және 0,01 ° C-қа тең болады. Бұл қысым мен температура судың үштік нүктесі деп аталады. Төмен қысымда су сұйық бола алмайды және мұз тікелей буға айналады. Мұздың сублимация температурасы қысымның төмендеуімен төмендейді.

Қысым жоғарылаған сайын судың қайнау температурасы жоғарылайды, қайнау температурасындағы су буының тығыздығы да артады, сұйық судың тығыздығы төмендейді. 374 °C (647 К) температурада және 22,064 МПа (218 атм) қысымда су критикалық нүктеден өтеді. Бұл кезде сұйық және газ тәрізді судың тығыздығы және басқа қасиеттері бірдей болады. Жоғары қысымда сұйық су мен су буының арасында ешқандай айырмашылық жоқ, демек қайнау немесе булану болмайды.

Сондай-ақ метастабилді күйлер болуы мүмкін - аса қаныққан бу, қатты қызған сұйықтық, өте салқындатылған сұйықтық. Бұл күйлер ұзақ уақыт бойы болуы мүмкін, бірақ олар тұрақсыз және тұрақты фазамен байланыста болған кезде ауысу орын алады. Мысалы, таза суды 0 °С-тан төмен таза ыдыста салқындату арқылы өте салқындатылған сұйықтық алу қиын емес, бірақ кристалдану орталығы пайда болған кезде сұйық су тез мұзға айналады.

Судың изотоптық модификациялары.

Оттегінің де, сутегінің де табиғи және жасанды изотоптары бар. Молекулаға кіретін изотоптардың түріне байланысты судың келесі түрлері бөлінеді:

1. Жеңіл су (жай су).

2. Ауыр су (дейтерий).

3. Өте ауыр су (тритий).

Судың химиялық қасиеттері.

Су жер бетіндегі ең көп таралған еріткіш болып табылады, ол негізінен жердегі химияның ғылым ретінде табиғатын анықтайды. Химияның көпшілігі ғылым ретінде пайда болған кезде заттардың судағы ерітінділерінің химиясы ретінде басталды. Оны кейде амфолит ретінде қарастырады – бір мезгілде қышқыл да, негіз де (катион Н+ анион ОН-). Суда бөгде заттар болмаған жағдайда гидроксид иондары мен сутегі иондарының (немесе гидроний иондарының) концентрациясы бірдей, pKa ≈ шамамен. 16.

Су - аз мөлшерде түссіз және бүкіл қалыңдығы бойынша көкшіл-жасыл түске ие, ашық мөлдір сұйықтық. Мұз да мөлдір, өйткені оның спектрдің көрінетін бөлігіндегі жарықты жұту коэффициенті іс жүзінде нөлге тең, бірақ бұл ультракүлгін және инфрақызыл аймақтарға қатысты емес. Мұздық пен өзен мұзының үлкен блоктарының чиптерінде ол су сияқты көк және жасыл реңктерге ие.

Судың қасиеттері физикалық тұрақтылар мен өлшем бірліктері жүйесінде өз ізін қалдырды: судың қату температурасы - мұздың еру температурасы қабылданған.

0 0 С үшін және судың қайнау температурасы 100 0 С үшін (екеуі де шамамен 1013 мбар немесе гПа = 759,8 мм Hg атмосфералық қысымда). Көлем бірлігі

метрикалық жүйеде 3,98 0 С температурадағы бір текше метр судың массасы 1000 кг болатын шарттан таңдалған.

Әрбір су молекуласында екі сутегі атомы және екі бөлінбеген электрон жұбы бар және осылайша төрт сутегі байланысын құра алады. Соңғысы молекулалар арасында немесе молекула ішіндегі атомдар арасында орналасқан сутегі атомының қатысуымен жүзеге асырылады:

Біз суды сутегі байланыстары арқылы біріктірілген молекулалардың бірлестігі ретінде қабылдаймыз. Ал егер сұйық судың құрамында оның молекулаларының жеке ассоциациялары болса, онда молекулалардың ұқсас орналасуы мұзға тән,

бірақ реттілік қазірдің өзінде тұтас жүйеге таралады, бұл

сайып келгенде, мұздың тән тетраэдрлік құрылымының қалыптасуына әкеледі. Басқаша айтқанда, мұз кристалдары толығымен сутегі байланыстарына негізделген. Мұздың құрылымы бейнелі түрде «өте ашық» деп аталады, өйткені ондағы молекулалар сұйық суға қарағанда азырақ тығыз орналасқан.

Басқа заттармен салыстырғанда су ең жоғары меншікті жылу сыйымдылығымен сипатталады, ол 15°С температурада

4190 Дж/(кг*К).

Судың жылу өткізгіштігі өте мардымсыз, бірақ судың балқу мен буланудың жасырын жылуы өте жоғары. 1 кг мұзды суға айналдыру үшін (жасырын балқу жылуы) 330 000 Дж/кг жұмсау керек, ал 1 кг суды буландырғанда (бұланудың жасырын жылуы) 2260 Дж жұмсалады.Судың бұл ерекшеліктері. Жердің жылу балансы үшін маңызды.

Су қатқан кезде ол салыстырмалы түрде 9% кеңейеді

бастапқы көлемге дейін.

Сынаптан басқа барлық сұйықтықтардың ішінде судың беттік керілуі ең жоғары.

Судың тағы бір тамаша қасиеті – оның көптеген заттарды еріту қабілеті. Онымен сутектік байланыс түзе алатын химиялық қосылыстар әсіресе суда ериді. Біз күнделікті іс-әрекетімізде спирт, бензин, эфир және басқа да көптеген заттарды жақсы еріткіштер деп санауға дағдыландық, олар шын мәнінде майларды және көптеген органикалық заттарды жалпы жақсы ерітеді, бірақ, мысалы, тұздар оларда ерімейді. Бірақ соңғысы суда жақсы ериді, өйткені... ол өте жоғары диэлектрлік өтімділікке ие және оның молекулалары иондармен қосылып, оларды гидратталған иондарға айналдырады, осылайша оларды ерітіндіде тұрақтандырады. Көптеген табиғи процестер үшін әртүрлі тұздардың суда жақсы ерігіштігі өте маңызды.

Жұмыстың аяқталуы -

Бұл тақырып келесі бөлімге жатады:

Жалпы гидрология

Университет.. виноградова т а прахина г в паршина т в жалпы гидрология..

Егер сізге осы тақырып бойынша қосымша материал қажет болса немесе сіз іздеген нәрсені таба алмасаңыз, біз жұмыстардың дерекқорындағы іздеуді пайдалануды ұсынамыз:

Алынған материалмен не істейміз:

Егер бұл материал сізге пайдалы болса, оны әлеуметтік желілердегі парақшаңызға сақтауға болады:

Твит

Осы бөлімдегі барлық тақырыптар:

Гидрология ғылымы және оның басқа ғылымдармен байланысы
Планета сулары гидросфераны құрайды - мұхиттарды, теңіздерді және құрлық бетінің суларын қоса алғанда, жер қыртысының бетінде және қалыңдығында орналасқан үзілмелі су қабығы.

Гидрологиядағы зерттеу әдістері
Қазіргі гидрологияның негізгі зерттеу әдістері: 1) далалық, 2) эксперименттік және 3) теориялық. Далалық зерттеулерге жатады

Жердегі су. Су ресурстары
Су жер бетінде оның шоғырланған жеріне байланысты әр түрлі күйде болады. Оның негізгі бөлігі планетаның келесі үш макроқұрылымдық элементтеріне кіреді: м

Су объектілері. Табиғаттағы су айналымы. Ішкі ылғалдылық айналымы
Гидрологияда су объектілерінің үш тобы бар: су қоймалары, су арналары және арнайы су объектілері. Су қоймалары – жер бетіндегі ойпаттардағы су қоймалары.

Ішкі ылғалдылық айналымы
Кез келген жер учаскесіне түсетін жауын-шашын белгілі бір аумақтан булану нәтижесінде пайда болатын «сыртқы» және «ішкі» жауын-шашыннан тұрады. «Ішкі» жауын-шашын буланады

Өзеннің су жинау аймағы. Су қоймасының морфометриялық сипаттамасы
Су алабы – жер бетінің бөлігі, сондай-ақ суы өзенге, өзен жүйесіне немесе көлге құятын, жер үсті және жер асты су алабымен шектелген топырақтың қалыңдығы.

Өзен бассейнінің су балансы. Су балансының элементтері
Өзендер сұйық жауын-шашынмен (жаңбырмен қоректенеді), су жиналатын жер бетіндегі қардың еруінен (қар қоректенуі) және биік тау мұздықтарының еруі нәтижесінде пайда болатын сумен қоректенеді.

Атмосфералық жауын-шашын. Өсімдіктермен жауын-шашынның өтуі
Жауын-шашын гидрологиялық циклдің маңызды құрамдастарының бірі болып табылады. Олар атмосферадағы су буының конденсациялануынан пайда болады. Метеорологиялық жағдайларға байланысты қалыптасады

Булану
Булану процесінің нәтижесінде жер бетіне түсетін атмосфералық жауын-шашынның бір бөлігі су буы түрінде су жинау аймағынан шығады. Булану су бетінен жүреді

Өзен ағыны. Су алабындағы ағынды суларды қалыптастыратын факторлар
Гидрологияда ағын – судың табиғатта айналымы кезінде жер бетінде, сондай-ақ топырақ пен тау жыныстарының қалыңдығында қозғалуы. Су айрығында ағын судың пайда болуы күрделі көп қырлы процесс

Су ағынының негізгі сипаттамалары. Су режимінің фазалары. Шығу гидрографы
Су ағыны - уақыт бірлігінде арнаның тірі учаскесі арқылы өтетін су мөлшері.

Су деңгейі. Деңгейлік режим
Су деңгейі – «нөлдік график» деп аталатын әдеттегі салыстыру жазықтығынан жоғары су бетінің биіктігі, H, [см], 5-суретті қараңыз. Су деңгейі нүктелерде өлшенеді.

Су деңгейінің қысқа мерзімді, жылдық және ұзақ мерзімді ауытқулары
Су деңгейінің қысқа мерзімді ауытқуларына мыналар жатады: толқындар (сағалық аймақтарда), су тасқыны (дауыл), тәуліктік ауытқулар (су электр станцияларының күнделікті реттелуімен - судың шығу толқындары және

Жер үсті және жер асты суларының байланысы
Сүзгілеу процесі нәтижесінде жер бетіндегі су топырақтың қалыңдығына еніп, жер асты дренажын құрайды. Жер асты горизонттарында су агрегацияның үш күйінде болады: су түрінде

Өзен және өзен жүйесі
Территориядағы барлық су объектілерінің жиынтығы осы аумақтың гидрографиялық желісі деп аталады. Өзен бассейнінің гидрографиялық желісінің шегінде бар

Өзен арналарында су ағынының жылдамдығы
Өзен арналарында судың қозғалысы ауырлық күшінің әсерінен жүзеге асады. Ток жылдамдығы еңіске, арнадағы судың мөлшеріне және астындағы беттің кедір-бұдырлығына байланысты.

Өзен бассейнінің жылу балансы. Өзендердің термиялық және мұздық режимі
Өзен бассейнінің жылу балансы. , (18) мұнда

Шөгінділердің ағу режимі. Өзендердің гидрохимиялық режимі
Өзен шөгінділерін құрайтын қатты бөлшектер өзен арналарына су жинағыш алаңының бетінің және өзен арнасының эрозия процестерінің нәтижесінде түседі. Су жинағыш бетінің эрозия процесінің қарқындылығы

Өзен суларының гидрохимиялық құрамы
Өзен сулары, әдетте, салыстырмалы түрде төмен минералданады және тұщы суларға жатады. Өзен суларының химиялық құрамының қалыптасуы табиғи, климаттық ерекшеліктерімен анықталады

Теңіз сағалары
Өзен сағасы – үлкен өзеннің теңізге құяр жерінде орналасқан ерекше физикалық-географиялық объект, оның шегінде арнайы сағалық процестер жүреді. Олар өзара шартталған

Физикалық процестер
A. Су динамикасы. Гидравликалық кері тоқтау немесе құлдырау түріндегі өзен мен су қоймасы арасындағы шекараның қалыптасуын қоса алғанда, өзен мен су қоймасының суларының динамикалық өзара әрекеттесуі; тарату

B. Өзен сағасындағы, атыраулық су қоймаларындағы және теңіз жағалауының сағасындағы мұзды-термиялық процестер
B. Өзен сағасындағы және сағасының маңындағы шөгінділердің динамикасы. D. Эрозиялық-аккумуляторлық (морфологиялық процестер, соның ішінде өнімдердің түзілуі

Көлдің негізгі морфометриялық сипаттамалары
Ұзындығы (L, м) – көлдің жағалау сызығының ең алыс екі нүктесі арасындағы оның беті бойынша өлшенетін ең қысқа қашықтық. Көлдің пішініне байланысты

Көлдің су балансы. Көлдердегі су деңгейінің режимі
Көл су балансының жалпы түрдегі теңдеуі: , (25) мұндағы

Көлдердің деңгейлік режимі
Көлдегі судың ұзақ мерзімді ауытқуы климаттық факторларға байланысты. Маусымдық ауытқулар, негізінен, арналы да, таралатын да (әсіресе қардың еру кезеңінде) судың түсуімен анықталады.

Көлдердің жылу балансы және жылу режимі
Су мен атмосфера арасындағы жылу алмасу процестері көлдің ең жоғарғы қабаттарында қарқынды жүреді. Тереңдікте жылу беру күн энергиясының суға тікелей енуі сияқты жүреді

Батпақтар. Батпақтардың түрлері және олардың режимі
Батпақ - жер бетінің шымтезек қабаты және жағдайларға бейімделген өсімдіктердің ерекше формалары бар су басқан аймағы болып табылатын табиғи түзіліс.

Мұздықтар. Анықтама. Білімі, түрлері, құрылымы. Мұздықтардың қозғалысы. Мұздықтардың қоректенуі. Мұз массасының тепе-теңдігі. Өзен ағынына әсері
Қатты атмосфералық жауын-шашынның жиналуы мен түрленуі нәтижесінде түзілетін, негізінен құрлықта орналасқан, ұзақ уақыт бойы бар және иеленетін табиғи фирн мен мұз массасы.

Мұздықтардың түрлері
Жабық, таулы және тау мұздықтары бар. Жабық мұздықтарға мұз қабаттары мен күмбездері, шығыс мұздықтары мен мұздық сөрелері жатады. Олар еденге таралады

Мұздықтардың құрылымы
Құрлық мұздығын екі бөлікке бөлуге болады, жоғарғы бөлігі қоректену (жинақтау) аймағы және төменгісі абляция аймағы болып табылады. Бұл аймақтарды бөлетін сызық гра деп аталады

Қауіпті гидрологиялық құбылыстар
Мәселе. Табиғи апаттар адамдардың қауіпті гидрологиялық құбылыстардың пайда болу аренасы болып табылатын жерлерде жиі тұруы мен жұмыс істеуіне байланысты, кейде

Төтенше су тасқыны
Үлкен беткейлер мен биіктіктердің өзгеруі, әсіресе еңістің әлсіз тұрақтылығымен, мұздық құбылыстарының белсенділігімен және сейсмикалық әсерлермен, кейде өзендердің табиғи бөгеттермен жабылуына,

Толқындық апаттар
Егер сіз ваннаға тайып құлап қалсаңыз, судың жартысын еденге төгесіз. Көшкін, көшкін немесе сел су қоймасына түссе не болады? Салдары өте әртүрлі болуы мүмкін, бірақ олардың бәрі

сел
Мәселе. Сел – таулы елдерде және жалпы әлемде биік беткейлердегі ең қауіпті және кең таралған гидрологиялық құбылыстардың бірі. Сел мәселесі үнемі шешілуде

Сел көздері
Сел көзі – ағынды суларды шоғырландыруға қабілетті, құрамында ПСМ (әлеуетті сел массиві) бар және тайғақ немесе көліктік ығысуды игеру үшін жеткілікті еңісі бар морфологиялық түзіліс.

Сел жинағыштары және сел орталықтарының су жинағыштары
Сел жинағыш - бұл ағынды түзетін беттері бар және шөгінділер арқылы селді құра алатын бассейннің қысқаша атауы. Бұл әдетте жер бетіндегі ағынды суларды жинау орындары.

Сел тасқындарының географиясы
Памир тас жолынан оңай көрінетін Рушан жотасының оңтүстік беткейіндегі көптеген тасты сел ошақтары ауданның жауын-шашын мүмкіндігінің әлсіздігінен ондаған және жүздеген жылдар бойы қанаттарын күтуде.

Көшкін, қар көшкіні, қар ағыны
Көшкін.Тау көшкінісі – суға жоғары қаныққан, еңіспен төмен қарай жылжитын борпылдақ сынық жыныстардың массиві. Кесу күші ұстау күшінен асып кеткенде немесе сейсмикалық кезінде пайда болады

Мұздықтардағы сел
Геналдондық апаттар.Мұздықтардың апатты қозғалысы мен опырылуы кезінде кейде мұздың ұсақталуымен және мұздықтардың лақтырылуымен жүретін мұздық массасының бір бөлігінің бөлінуі байқалады.

Су мөлдір сұйықтық, түссіз (аз мөлшерде) және иіссіз. Су жер бетінде тіршіліктің пайда болуы мен сақталуында, тірі организмдердің химиялық құрылымында, климат пен ауа райының қалыптасуында шешуші мәнге ие. Қатты күйде мұз немесе қар, ал газ күйінде су буы деп аталады. Жер бетінің шамамен 71%-ын су (мұхиттар, теңіздер, көлдер, өзендер, полюстердегі мұз) алып жатыр.

Судың қасиеттері – судың физикалық, химиялық, биохимиялық, органолептикалық, физика-химиялық және басқа да қасиеттерінің жиынтығы.
Су - сутегі оксиді - ең көп таралған және маңызды заттардың бірі. Жердің су алып жатқан беті құрлық бетінен 2,5 есе үлкен. Табиғатта таза су жоқ, оның құрамында әрқашан қоспалар болады. Таза суды айдау арқылы алады. Дистилденген су дистилденген су деп аталады. Судың құрамы (массасы бойынша): 11,19% сутегі және 88,81% оттегі.

Таза су мөлдір, иіссіз және дәмсіз. Оның ең үлкен тығыздығы 0° C (1 г/см3) температурада болады. Мұздың тығыздығы сұйық судың тығыздығынан аз, сондықтан мұз жер бетіне қалқып шығады. Су 0°С-та қатып, 100°С-та 101325 Па қысымда қайнайды. Ол жылуды нашар өткізеді және электр тогын өте нашар өткізеді. Су жақсы еріткіш болып табылады. Су молекуласының бұрыштық пішіні бар, сутегі атомдары оттегіге қатысты 104,5° бұрыш жасайды. Демек, су молекуласы диполь болып табылады: молекуланың сутегі орналасқан бөлігі оң зарядты, ал оттегі орналасқан бөлігі теріс зарядты. Су молекулаларының полярлығына байланысты ондағы электролиттер иондарға диссоциацияланады.

Сұйық суда қарапайым H20 молекулаларымен бірге байланысты молекулалар бар, яғни сутегі байланыстарының түзілуіне байланысты күрделірек агрегаттарға (H2O)x қосылған. Су молекулалары арасында сутектік байланыстардың болуы оның физикалық қасиеттерінің ауытқуларын түсіндіреді: 4°С максималды тығыздық, жоғары қайнау температурасы (H20-H2S – H2Se сериясында) және аномальды жоғары жылу сыйымдылығы. Температура жоғарылағанда сутектік байланыстар үзіліп, су буға айналғанда толық үзілу орын алады.

Су – реакцияға қабілетті зат. Қалыпты жағдайда көптеген негіздік және қышқылдық оксидтермен, сондай-ақ сілтілік және сілтілік жер металдарымен әрекеттеседі. Су көптеген қосылыстар – кристалды гидраттарды түзеді.
Суды байланыстыратын қосылыстар кептіру агенттері ретінде қызмет ете алатыны анық. Басқа кептіру заттарына P2O5, CaO, BaO, металл Ma (олар сумен де химиялық әрекеттеседі), сонымен қатар силикагель жатады. Судың маңызды химиялық қасиеттеріне оның гидролитикалық ыдырау реакцияларына түсу қабілеті жатады.

Судың химиялық қасиеттері оның құрамымен анықталады. Су 88,81% оттегінен, ал тек 11,19% сутектен тұрады. Жоғарыда айтқанымыздай, су Цельсий бойынша нөл градуста қатады, бірақ жүз градуста қайнайды. Дистилденген суда оң зарядталған гидроний иондарының HO және H3O+ өте төмен концентрациясы (бар болғаны 0,1 мкмоль/л), сондықтан оны тамаша изолятор деп атауға болады. Алайда судың табиғаттағы қасиеттері, егер ол жақсы еріткіш болмаса, дұрыс іске аспас еді. Су молекуласының мөлшері өте аз. Суға басқа зат түскенде оның оң иондары су молекуласын құрайтын оттегі атомдарымен, ал теріс иондар сутегі атомдарымен тартылады. Су онда еріген химиялық элементтерді жан-жағынан қоршап тұрғандай. Сондықтан суда әрдайым дерлік әртүрлі заттар, атап айтқанда, электр тогының өткізілуін қамтамасыз ететін металл тұздары болады.

Судың физикалық қасиеттері бізге парниктік эффект пен микротолқынды пеш сияқты құбылыстарды «берді». Парниктік әсердің шамамен 60% -ы инфрақызыл сәулелерді тамаша сіңіретін су буымен жасалады. Бұл жағдайда судың оптикалық сыну көрсеткіші n=1,33. Сонымен қатар, су молекулаларының жоғары дипольдік моментіне байланысты микротолқындарды да сіңіреді. Табиғаттағы судың бұл қасиеттері ғалымдарды микротолқынды пештің өнертабысы туралы ойлануға итермеледі.

Судың табиғаттағы және адам өміріндегі рөлі өлшеусіз зор. Барлық тіршілік иелері судан және органикалық заттардан тұрады деп айта аламыз. Физикалық-химиялық ортаны, климатты және ауа-райын қалыптастырудың белсенді қатысушысы. Сонымен бірге экономикаға, өнеркәсіпке, ауыл шаруашылығына, көлік пен энергетикаға да әсер етеді.

Біз тамақсыз бірнеше апта өмір сүре аламыз, бірақ сусыз - 2-3 күн ғана. Қалыпты өмір сүруді қамтамасыз ету үшін адам денеге қоректік заттарға қарағанда салмағы бойынша шамамен 2 есе көп суды енгізуі керек. Адам ағзасының 10%-дан астам суды жоғалтуы өлімге әкелуі мүмкін. Өсімдіктер мен жануарлардың денесінде орта есеппен 50%-дан астам су болса, медузаның денесінде 96%-ға дейін, балдырларда 95-99%, споралар мен тұқымдарда 7-15%-ға дейін су болады. Топырақта кем дегенде 20% су болса, адам ағзасында су шамамен 65% құрайды. Адам денесінің әр түрлі бөліктерінде судың мөлшері бірдей емес: көздің шыны тәрізді денесі 99% судан, қанда 83%, май тінінде 29%, қаңқада 22%, тіпті тіс эмальында 0,2% болады. Өмір бойы адам ағзасынан суды жоғалтады, оның биоэнергетикалық потенциалы төмендейді. Адамның алты апталық эмбрионында су мөлшері 97% дейін, жаңа туған нәрестеде - 80%, ересек адамда - 60-70%, ал қарт адамның денесінде - 50-60% ғана.

Су адам өмірін қамтамасыз етудің барлық негізгі жүйелері үшін өте маңызды. Су және оның құрамындағы заттар қоректік ортаға айналады және тірі ағзаларды тіршілікке қажетті микроэлементтермен қамтамасыз етеді. Ол қанда (79%) болады және мыңдаған маңызды заттар мен элементтердің еріген күйінде қан айналымы жүйесі арқылы тасымалдануын жеңілдетеді (судың геохимиялық құрамы жануарлар мен адам қанының құрамына жақын.).
Тірі ағзаның қаны мен ұлпалары арасындағы зат алмасуды жүзеге асыратын лимфада су 98% құрайды.
Су әмбебап еріткіш қасиеттерін басқа сұйықтықтарға қарағанда күштірек көрсетеді. Белгілі бір уақыттан кейін ол кез келген қатты затты дерлік еріте алады.
Судың бұл жан-жақты рөлі оның ерекше қасиеттеріне байланысты.

Соңғы уақытта зерттеушілердің күш-жігері интерфейсте болып жатқан процестерді жеделдетіп зерттеуге бағытталды. Шекаралық қабаттардағы судың көлемді фазада көрінбейтін көптеген қызықты қасиеттері бар екені анықталды. Бұл ақпарат бірқатар маңызды практикалық мәселелерді шешу үшін өте қажет. Микроэлектроника үшін түбегейлі жаңа элементтік базаны құру мысал бола алады, онда схемаларды одан әрі миниатюризациялау су бетіндегі макромолекулалардың өздігінен ұйымдастырылу принципіне негізделетін болады. Дамыған бет биологиялық жүйелерге де тән, бұл олардың жұмыс істеуі үшін беттік құбылыстардың маңыздылығына байланысты. Әрқашан дерлік судың болуы жер бетіне жақын аймақта болып жатқан процестердің сипатына айтарлықтай әсер етеді. Өз кезегінде, жер бетінің әсерінен судың қасиеттерінің өзі түбегейлі өзгереді, ал шекараға жақын суды зерттеудің жаңа физикалық объектісі ретінде қарастыру керек. Негізінде енді ғана басталып жатқан жер бетіне жақын орналасқан судың молекулалық статистикалық қасиеттерін зерттеу көптеген физикалық және химиялық процестерді тиімді басқаруға мүмкіндік беруі әбден мүмкін.

Соңғы уақытта судың қасиеттерін микроскопиялық деңгейде зерттеуге қызығушылық артты. Сонымен, беттік құбылыстар физикасының көптеген мәселелерін түсіну үшін судың шекарадағы қасиеттерін білу қажет. Судың құрылымы және суды молекулалық деңгейде ұйымдастыру туралы қатаң идеялардың жоқтығы су ерітінділерінің қасиеттерін сусымалы фазада да, капиллярлық жүйелерде де зерттеу кезінде суды көбінесе құрылымсыз орта ретінде қарастыруға әкеледі. Дегенмен, шекаралық қабаттардағы судың қасиеттері сусымалы қабаттағылардан айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін екендігі белгілі. Сондықтан суды құрылымсыз сұйықтық ретінде қарастыра отырып, біз шекаралық қабаттардың қасиеттері туралы бірегей ақпаратты жоғалтамыз, бұл, белгілі болғандай, жұқа кеуектерде болатын процестердің сипатын анықтайды. Мысалы, целлюлоза ацетаты мембраналарының иондық селективтілігі судың кеуектердегі арнайы молекулалық ұйымымен түсіндіріледі, бұл, атап айтқанда, «еріткіш емес көлем» ұғымында көрінеді. Селективті мембраналық тасымалдау негізінде жатқан молекулааралық әрекеттесулердің ерекшеліктерін ескеретін теорияның одан әрі дамуы ерітінділердің мембраналық тұзсыздануын толық түсінуге ықпал етеді. Бұл суды тұщыландыру процестерінің тиімділігін арттыру бойынша негізделген ұсыныстар беруге мүмкіндік береді. Бұл шекаралық қабаттардағы, әсіресе қатты дененің бетіне жақын орналасқан сұйықтықтардың қасиеттерін зерттеудің маңыздылығы мен қажеттілігін білдіреді.



Су бізді күн сайын және барлық жерде - тіпті бүкіл өмірін Сахара шөлінде өткізгендерді де қоршап алады. Судың қасиеттері біз үшін жиі көрінбейді. Бұл судың құрылымы мен қасиеттері біздің планетамыздағы барлық тіршілік үшін өте маңызды болғанымен. Біз суды кәдімгідей қабылдауға дағдыланғанбыз, оны бірінші қалауымызбен су шүмекінің тұтқасының қарапайым қозғалысы арқылы алуға болады. Судың бірегей қасиеттері біздің әлем туралы көптеген сұрақтарға жауап болғанымен, сонымен бірге олар зерттеушілерге көптеген сұрақтар қояды.

Судың негізгі қасиеттері

Судың негізгі қасиеттері қандай деген сұрақты әр қырынан қарастыруға болады. Өйткені, судың физикалық және химиялық қасиеттері бірдей маңызды және бұл заттың біздің әлемдегі ерекше маңызы мен рөлін анықтайды. Судың физика-химиялық қасиеттері оның ерекше құрылымымен анықталады. Су молекуласы екі сутегі атомынан және оттегі атомынан тұратынын бәрі біледі. Дегенмен, осы қарапайым фактіден судың аномалдық қасиеттері басталады: өйткені қалыпты жағдайда барлық басқа сутегі қосылыстары агрегацияның газ тәрізді күйіне ие, ал су сұйық. Сонымен қатар, бұл үш агрегаттық күйде (газ тәрізді, сұйық, қатты) болуы мүмкін және бірінен екіншісіне оңай ауысатын су.

Кәдімгі судың әдеттен тыс қасиеттері сутегі атомдарының оттегі атомымен қатаң анықталған бұрышта қосылып, өз орнын өзгертпеуіне байланысты. Нәтижесінде күшті атомаралық байланыстар пайда болады, олар температура төмендеген сайын тез бекітіледі. Бұл судың қалыпты температурасы мен оның қату температурасы арасындағы айырмашылықтың «орташа» температура мен қайнау температурасы арасындағы айырмашылықтан неліктен әлдеқайда аз екенін түсіндіреді. Мұздату кезінде энергия атомаралық байланыстарды бұзуға жұмсалмайды, сондықтан молекулалар тез реттелген құрылымдарды құрайды және мұз кристалдарына айналады. Газ тәрізді күйге өту үшін су молекулаларындағы өте күшті байланыстар жойылуы керек - сондықтан суды қайнату үшін оны көп мөлшерде жылу энергиясын жұмсап, ұзағырақ қыздыру керек.

Судың молекулалық құрылымының ерекшеліктері судың тірі ағзалар үшін және жалпы тіршілік тіршілігі үшін маңызы неге соншалықты зор деген сұраққа жауап береді. Әлемдегі өмірдің жалғыз белгілі түрі болғандықтан , жердегі, сусыз өмір сүре алмайды. Судың биологиялық қасиеттері оның молекулалары басқа заттардың молекулаларымен салыстырғанда мөлшері жағынан кішірек болады. Судың қандай қасиеттері бар деген сұраққа бірінші жауап «еріу қабілеті» болуы керек. Суда еру дегеніміз заттың молекуласының барлық жағынан су молекулаларымен қоршалуынан басқа ештеңе емес. Су – оның сыртында тірі жасуша пайда болып, өмір сүре және дами алмайтын орта. Өйткені жасушаның тіршілігі әртүрлі заттардың өзара әрекеттесуін талап етеді, ол басқа заттардың молекулаларын тасымалдауға қабілетті судың ақпараттық қасиеттерімен қамтамасыз етіледі. Сонымен, судың тірі ағзалардағы рөлі өте қарапайым - сусыз тірі организмдер өмір сүрмейді.

Судың физикалық қасиеттері

Судың негізгі физикалық қасиеттері ең алдымен қысым мен температура сияқты қоршаған орта факторларына байланысты. Жылу ортасы әдетте су үшін өте маңызды: температура судың әртүрлі агрегаттық күйлеріне өтуімен және тұруымен байланысты. Судың қызықты қасиеттері, атап айтқанда, абсолютті таза, яғни қоспалар мен еріген заттарсыз судың метатұрақты деп аталатын күйде болуы мүмкін. Мысалы, судың жылу қасиеттері таза судың минус 30 градус Цельсийден төмен температураға дейін қатып қалмауына немесе 200 градус Цельсийге дейін қызып, сұйық күйде қалуына мүмкіндік береді. Алайда мұндай метатұрақты күйлер өте тұрақсыз және табиғи жағдайда абсолютті таза су іс жүзінде ешқашан табылмайды. Сонымен, судың термофизикалық қасиеттерін есептеу стандартты шекараларға негізделген ерекше жағдайларды қоспағанда жүзеге асырылады - қату температурасы ретінде 0 градус, қайнау температурасы ретінде 100 градус.

Әрине, судың термофизикалық қасиеттері осы бірегей заттың жалғыз сипаттамаларынан алыс. Судың физикалық қасиеттерінің кестесі бар, онда ол туралы толық ақпарат бар. Мысалы, судың ерекше қасиеттері оны жақсы оқшаулағыш ететінін, яғни электр тогын өте нашар өткізетінін білуге ​​болады. Бірақ біз абсолютті таза су туралы айтып отырмыз - көптеген әртүрлі еріген заттардан тұратын қарапайым су жақсы электр өткізгіш болып табылады. Сонымен қатар, кестеде, мысалы, 20 градус температурада суда секундына 1482,7 метр болатын дыбыс жылдамдығы сияқты көрсеткіштер бар (салыстыру үшін ауадағы дыбыс жылдамдығы секундына 331 метр).

Судың химиялық қасиеттері

Судың негізгі химиялық қасиеті – оның еріткіш болу қасиеті. Судың қышқылдық қасиеттері белсенді түрде зерттелуде, өйткені су қаншалықты күтпеген болып көрінсе де, қышқыл болып табылады. Химия ғылымында қышқыл – химиялық әрекеттесу кезінде сутегі катиондарын бөлуге қабілетті зат. Су бұған қабілетті, сондықтан судың тотықтырғыш қасиеттері өте маңызды. Бірақ су ерекше зат, өйткені оның тотықтырғыш қасиетінен басқа тотықсыздандырғыш қасиеті де бар.

Естеріңізге сала кетейік, биохимияда тотығу-тотықсыздану реакциялары - бұл заттардың электрлік потенциалының өзгеруіне әкелетін электрондар қосылатын немесе жоғалатын химиялық әрекеттесулер. Оттегі - белсенді тотықтырғыш, яғни электродтарды қабылдайтын зат; Сутегі - сутегін оңай бөлетін әмбебап тотықсыздандырғыш. Демек, оттегі мен сутектен тұратын су тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш бола алады - демек, судың тотықсыздандырғыш қасиеттері. Су ортасы тотықтырғыш болуы мүмкін, басқа заттардан электрондарды алады - бұл позиция бетінде су бар көптеген жағдайларға тән. Судың құрамында белгілі бір қоспалар болса, тотықсыздандырғыш болуы мүмкін. Ақырында, бұл металдармен қаныққан жер асты суларына тән редукциялық орта болуы мүмкін.

Жердегі ең таңғажайып қосылыстардың бірі болып табылатын су өзінің көптеген физикалық қасиеттерінің ерекшелігімен зерттеушілерді ұзақ уақыт таң қалдырды:

1) Заттың да, табиғи ресурстың да сарқылмайтындығы; егер жердің барлық басқа ресурстары жойылса немесе шашырап кетсе, онда су әр түрлі формада немесе күйде: сұйық, қатты және газ тәрізді күйлерге ие болып, одан құтылатын сияқты. Бұл өз түріндегі жалғыз субстанция және ресурс. Бұл қасиет судың барлық жерде болуын қамтамасыз етеді, ол Жердің бүкіл географиялық қабығына еніп, онда әртүрлі жұмыстарды орындайды.

2) Оның қатаю (мұздату) кезіндегі өзіне тән кеңеюі және балқыту кезінде көлемінің азаюы (сұйық күйге өту).

3) +4 ° C температурадағы максималды тығыздық және онымен байланысты табиғи және биологиялық процестер үшін өте маңызды қасиеттер, мысалы, су объектілерінің терең мұздатуын болдырмау. Әдетте, физикалық денелердің максималды тығыздығы қату температурасында байқалады. Тазартылған судың максималды тығыздығы қалыптан тыс жағдайларда байқалады - 3,98-4 ° C температурада (немесе дөңгелектелген +4 ° C), яғни қату (мұздату) температурасынан жоғары температурада. Судың температурасы екі бағытта 4 °С-тан ауытқыған кезде судың тығыздығы төмендейді.

4) Ерігенде (еріген кезде) мұз су бетінде қалқып шығады (басқа сұйықтықтарға қарағанда).

5) Судың тығыздығының қалыптан тыс өзгеруі қыздырылған кезде су көлемінің қалыпты емес өзгеруіне әкеп соғады: температура 0-ден 4 ° C-қа дейін жоғарылағанда, қыздырылған судың көлемі азаяды және одан әрі ұлғайған кезде ғана өсе бастайды. . Егер температураның төмендеуімен және сұйық күйден қатты күйге өту кезінде судың тығыздығы мен көлемі заттардың басым көпшілігінде болатындай өзгерсе, қыс жақындаған кезде табиғи сулардың беткі қабаттары өзгереді. 0 ° C дейін салқындап, түбіне батып, кеңістіктегі жылы қабаттарды босатады және бұл резервуардың бүкіл массасы 0 ° C температураға жеткенше жалғасады. Содан кейін су қата бастайды, нәтижесінде пайда болған мұздар түбіне шөгіп, су қоймасы бүкіл тереңдігіне дейін қатып қалады. Дегенмен, судағы тіршіліктің көптеген формалары мүмкін емес еді. Бірақ су өзінің ең үлкен тығыздығына 4 ° C температурада жеткендіктен, оның салқындату нәтижесінде пайда болған қабаттарының қозғалысы осы температураға жеткенде аяқталады. Температураның одан әрі төмендеуімен тығыздығы төмен салқындатылған қабат бетінде қалады, қатып қалады және сол арқылы астындағы қабаттарды одан әрі салқындаудан және қатып қалудан қорғайды.

6) Судың бір күйден екінші күйге өтуі жылудың сәйкес мөлшерінің жұмсалуымен (булануымен, балқуымен) немесе бөлінуімен (конденсациялану, мұздату) жүреді. 1 г мұзды еріту үшін 677 ккал, ал 1 г суды буландыру үшін 80 ккал аз жұмсалады. Мұздың қосылуының жоғары жасырын жылуы қар мен мұздың баяу еруін қамтамасыз етеді.

7) Оң температурада ғана емес, теріс температурада да салыстырмалы түрде оңай газ күйіне өту (булану) мүмкіндігі. Соңғы жағдайда булану сұйық фазаны айналып өтеді - қатты заттан (мұз, қар) тікелей бу фазасына. Бұл құбылыс сублимация деп аталады.

8) Периодтық жүйенің алтыншы топ элементтері (селен H 2 Se, теллур H 2 Te) және су (H 2 O) түзетін гидридтердің қайнау және қату температураларын салыстырсақ, онда олармен ұқсастық бойынша қайнау температурасы судың температурасы шамамен 60 ° C болуы керек, ал қату температурасы 100 ° C-тан төмен. Бірақ мұнда да судың аномалдық қасиеттері пайда болады - 1 атм қалыпты қысымда. су +100 °С-та қайнап, 0 °C-та қатады.

9) Табиғат өмірінде судың ауадан 3000 есе артық жылу сыйымдылығының аномальды жоғары болуының маңызы зор. Бұл 1 м 3 суды 1 0 С салқындатқанда, 3000 м 3 ауаны бірдей мөлшерде қыздыратынын білдіреді. Сондықтан жылуды жинақтай отырып, Мұхит жағалаудағы аудандардың климатына қалыпты әсер етеді.

10) Су буланып, ерігенде жылуды сіңіреді, будан конденсацияланып, қатқанда оны босатады.

11) Дисперсті ортадағы судың, мысалы, ұсақ кеуекті топырақтарда немесе биологиялық құрылымдарда байланысқан немесе дисперсті күйге өту қабілеті. Бұл жағдайларда судың қасиеттері (оның қозғалғыштығы, тығыздығы, қату температурасы, беттік керілу және басқа параметрлері) айтарлықтай өзгереді, бұл табиғи және биологиялық жүйелердегі процестердің жүруі үшін өте маңызды.

12) Су әмбебап еріткіш болып табылады, сондықтан табиғатта ғана емес, зертханалық жағдайларда да идеалды таза су жоқ, өйткені ол өзі жабылған кез келген ыдысты ерітуге қабілетті. Идеал таза судың беткі керілуі оның үстінде сырғанақ тебуге болатындай болады деген болжам бар. Судың еріу қабілеті заттардың географиялық қабықшаға ауысуын қамтамасыз етеді, организмдер мен қоршаған орта арасындағы заттардың алмасуының негізінде жатыр және қоректенудің негізі болып табылады.

13) Барлық сұйықтықтардың (сынаптан басқа) ең жоғары беттік қысымы және беттік керілу суы: = 75 10 -7 Дж/см 2 (глицерин - 65, аммиак - 42, ал қалғандары 30 10 -7 Дж/см 2 төмен. ). Осыған байланысты су тамшысы шар пішінін алуға бейім, ал қатты денелермен жанасқанда олардың көпшілігінің бетін сулайды. Сондықтан ол тау жыныстары мен өсімдіктердің капиллярлары арқылы көтеріліп, топырақ түзілуін және өсімдіктердің қоректенуін қамтамасыз етеді.

14) Судың термиялық тұрақтылығы жоғары. Су буы тек 1000 °С жоғары температурада сутегі мен оттегіге ыдырай бастайды.

15) Химиялық таза су электр тогын өте нашар өткізеді. Сығылу қабілеті төмен болғандықтан, дыбыс және ультрадыбыстық толқындар суда жақсы таралады.

16) Судың қасиеттері қысым мен температураның әсерінен қатты өзгереді. Осылайша, қысым жоғарылаған сайын судың қайнау температурасы артады, ал қату температурасы, керісінше, төмендейді. Температураның жоғарылауымен судың беттік керілуі, тығыздығы және тұтқырлығы төмендейді және судағы электр өткізгіштігі мен дыбыс жылдамдығы артады.

Судың сыртқы факторларға өте жоғары төзімділігін көрсететін аномальды қасиеттері бірге алынған молекулалар арасында сутектік байланыс деп аталатын қосымша күштердің болуынан туындайды. Сутектік байланыстың мәні мынада: басқа элементтің ионымен байланысқан сутегі ионы сол элементтің ионын басқа молекуладан электростатикалық түрде тартуға қабілетті. Су молекуласының бұрыштық құрылымы бар: оның құрамына кіретін ядролар тең қабырғалы үшбұрышты құрайды, оның негізінде екі протон, ал шыңында - оттегі атомының ядросы (2.2-сурет).

2.2-сурет – Су молекуласының құрылымы

Молекуладағы 10 электронның (5 жұп) бір жұбы (ішкі электрондар) оттегі ядросының жанында орналасады, ал қалған 4 жұп электронның (сыртқы) бір жұбы протон мен оттегінің әрқайсысы арасында бөлінеді. ядро, ал 2 жұп анықталмаған күйінде қалады және протондарға қарама-қарсы тетраэдр шыңдарына бағытталған. Сонымен, су молекуласында тетраэдр төбесінде орналасқан 4 заряд полюсі бар: 2 теріс, электрондардың жалғыз жұптарының орналасу орындарында электрон тығыздығының артық болуынан пайда болады және 2 оң, олардың орналасу орындарында жетіспеушілігінен пайда болады. протондар.

Нәтижесінде су молекуласы электрлік диполь болып шығады. Бұл жағдайда бір су молекуласының оң полюсі екінші су молекуласының теріс полюсін тартады. Нәтижесінде екі, үш немесе одан да көп молекулалардың агрегаттары (немесе молекулалар ассоциациялары) пайда болады (2.3-сурет).

2.3-сурет – Су дипольдері арқылы байланысқан молекулалардың түзілуі:

1 – моногидрол H 2 O; 2 – дигидрол (H 2 O) 2; 3 – трихидрол (H 2 O) 3

Демек, суда бір, екі және үш молекулалар бір уақытта болады. Олардың құрамы температураға байланысты өзгереді. Мұздың құрамында негізінен тригидролдар бар, олардың көлемі моногидролдар мен дигидролдардан үлкен. Температура көтерілген сайын молекулалардың қозғалу жылдамдығы артады, молекулалар арасындағы тартылыс күштері әлсірейді, сұйық күйде су үш, ди және моногидрольдердің қоспасы болады. Температураның одан әрі жоғарылауымен тригидрол және дигидрол молекулалары ыдырайды, 100 ° C температурада су моногидралдардан (бу) тұрады.

Жалғыз электронды жұптардың болуы екі сутегі байланысының түзілу мүмкіндігін анықтайды. Екі сутегі атомының арқасында тағы екі байланыс пайда болады. Нәтижесінде әрбір су молекуласы төрт сутектік байланыс түзуге қабілетті (2.4-сурет).

2.4-сурет – Су молекулаларындағы сутектік байланыстар:

– сутегі байланысының белгіленуі

Суда сутектік байланыстардың болуына байланысты оның молекулаларының орналасуында жоғары дәрежелі реттілік байқалады, бұл оны қатты денеге жақындатады және құрылымда көптеген бос орындар пайда болып, оны өте бос етеді. Ең аз тығыз құрылымдарға мұз құрылымы жатады. Оның ішінде қуыстар бар, олардың өлшемдері H 2 O молекуласының өлшемдерінен сәл үлкенірек.Мұз еріген кезде оның құрылымы бұзылады. Бірақ сұйық суда да молекулалар арасындағы сутектік байланыстар сақталады: ассоциациялар пайда болады - кристалдық түзілістердің ядролары. Бұл мағынада су кристалдық және сұйық күйлер арасындағы аралық жағдайда және идеалды сұйықтыққа қарағанда қатты денеге көбірек ұқсайды. Алайда, мұздан айырмашылығы, әрбір ассоциация өте қысқа уақыт ішінде өмір сүреді: кейбір агрегаттардың бұзылуы және басқа агрегаттардың түзілуі үнемі орын алады. Мұндай «мұз» агрегаттарының бос жерлері бір су молекулаларын орналастыра алады, ал су молекулаларының қаптамасы тығызырақ болады. Сондықтан мұз еріген кезде судың алатын көлемі азайып, оның тығыздығы артады. + 4 °C температурада су ең тығыз қаптамаға ие.

Суды қыздырған кезде жылудың бір бөлігі сутегі байланыстарын бұзуға жұмсалады. Бұл судың жоғары жылу сыйымдылығын түсіндіреді. Су буға айналғанда су молекулалары арасындағы сутектік байланыстар толығымен жойылады.

Су құрылымының күрделілігі оның молекуласының қасиеттеріне ғана емес, сонымен қатар оттегі мен сутегі изотоптарының болуына байланысты судың құрамында әртүрлі молекулалық массалары бар (18-ден 22-ге дейін) молекулалардың болуына байланысты. Ең көп тарағаны – молекулалық салмағы 18 болатын «тұрақты» молекула. ​​Жоғары молекулалық массасы бар молекулалардың құрамы аз. Осылайша, «ауыр су» (молекулалық салмағы 20) барлық су қорының 0,02%-дан азын құрайды. Ол атмосферада кездеспейді, бір тонна өзен суында 150 г-нан аспайды, теңіз суында – 160-170 г. Алайда оның болуы «қарапайым» судың тығыздығын жоғарылатады және оның басқа қасиеттеріне әсер етеді.

Судың таңғажайып қасиеттері жер бетінде тіршіліктің пайда болуына және дамуына мүмкіндік берді. Олардың арқасында су географиялық ортада болып жатқан барлық процестерде таптырмас рөл атқара алады.