Su (hidrojen oksit), rengi (küçük bir hacimde), kokusu ve tadı olmayan şeffaf bir sıvıdır. Kimyasal formül: H2O. Katı haldeyken buz veya kar, gaz halinde ise su buharı olarak adlandırılır. Dünya yüzeyinin yaklaşık %71'i suyla kaplıdır (okyanuslar, denizler, göller, nehirler, kutuplardaki buzlar).

İyi bir yüksek polar çözücüdür. Doğal koşullar altında her zaman çözünmüş maddeler (tuzlar, gazlar) içerir. Su, Dünya'daki yaşamın oluşmasında ve sürdürülmesinde, canlı organizmaların kimyasal yapısında, iklim ve hava durumunun oluşumunda kilit öneme sahiptir.

Gezegenimizin yüzeyinin neredeyse %70'i okyanuslar ve denizler tarafından işgal edilmiştir. Katı su - kar ve buz - arazinin %20'sini kaplar. Dünyadaki toplam su miktarının 1 milyar 386 milyon kilometreküp'üne eşit olan 1 milyar 338 milyon kilometreküpü Dünya Okyanusu'nun tuzlu sularının payına, sadece 35 milyon kilometreküpü tatlı suların payına düşüyor. Toplam okyanus suyu miktarı, dünyayı 2,5 kilometreden fazla bir katmanla kaplamak için yeterli olacaktır. Dünyada yaşayan her bir kişi için yaklaşık 0,33 kilometreküp deniz suyu ve 0,008 kilometreküp tatlı su vardır. Ancak zorluk şu ki, Dünya'daki tatlı suyun büyük çoğunluğu, insanların erişimini zorlaştıran bir durumda. Tatlı suyun neredeyse %70'i kutup ülkelerinin buz tabakalarında ve dağ buzullarında, %30'u yer altı akiferlerinde ve tatlı suyun yalnızca %0,006'sı aynı anda tüm nehirlerin kanallarında bulunur. Yıldızlararası uzayda su molekülleri bulundu. Su, kuyruklu yıldızların, güneş sistemindeki gezegenlerin çoğunun ve uydularının bir parçasıdır.

Suyun bileşimi (kütlece): %11,19 hidrojen ve %88,81 oksijen. Saf su berrak, kokusuz ve tatsızdır. 0°C'de (1 g/cm3) en yüksek yoğunluğa sahiptir. Buzun yoğunluğu sıvı suyun yoğunluğundan daha azdır, bu nedenle buz yüzeye çıkar. Su 0°C'de donar ve 101.325 Pa basınçta 100°C'de kaynar. Zayıf bir ısı iletkeni ve çok zayıf bir elektrik iletkenidir. Su iyi bir çözücüdür. Su molekülü köşeli bir şekle sahiptir, hidrojen atomları oksijene göre 104.5°'lik bir açı oluşturur. Bu nedenle, su molekülü bir dipoldür: molekülün hidrojenin bulunduğu kısmı pozitif yüklüdür ve oksijenin bulunduğu kısmı negatif yüklüdür. Su moleküllerinin polaritesi nedeniyle, içindeki elektrolitler iyonlara ayrışır.

Sıvı suda, sıradan H20 molekülleri ile birlikte, ilişkili moleküller vardır, yani hidrojen bağlarının oluşumu nedeniyle daha karmaşık kümeler (H2O)x halinde birleştirilirler. Su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının varlığı, fiziksel özelliklerindeki anormallikleri açıklar: 4 ° C'de maksimum yoğunluk, yüksek kaynama noktası (H20-H2S - H2Se serisinde) anormal derecede yüksek ısı kapasitesi. Sıcaklık yükseldikçe hidrojen bağları kopar ve su buhara dönüştüğünde tam bir kopma meydana gelir.

Su oldukça reaktif bir maddedir. Normal koşullar altında, birçok bazik ve asidik oksitlerin yanı sıra alkali ve toprak alkali metallerle etkileşime girer. Su çok sayıda bileşik oluşturur - kristalin hidratlar.

Açıkçası, su bağlayıcı bileşikler kurutucu olarak hizmet edebilir. Diğer kurutma maddeleri arasında P205, CaO, BaO, metalik Ma (bunlar ayrıca su ile kimyasal olarak etkileşime girerler) ve silika jel bulunur. Suyun önemli bir kimyasal özelliği, hidrolitik ayrışma reaksiyonlarına girebilmesidir.

Suyun fiziksel özellikleri.

Suyun bir dizi sıra dışı özelliği vardır:

1. Buz eridiğinde yoğunluğu artar (0,9'dan 1 g/cm³'e). Hemen hemen tüm diğer maddeler için, eridiğinde yoğunluk azalır.

2. 0 °C'den 4 °C'ye (daha doğrusu 3,98 °C) ısıtıldığında su büzülür. Buna göre soğudukça yoğunluk azalır. Bu sayede balıklar donmuş su kütlelerinde yaşayabilir: sıcaklık 4 ° C'nin altına düştüğünde, daha az yoğun olan daha soğuk su yüzeyde kalır ve donar ve buzun altında pozitif bir sıcaklık kalır.

3. Benzer moleküler ağırlığa sahip hidrojen bileşikleriyle karşılaştırıldığında yüksek sıcaklık ve özgül füzyon ısısı (0 °C ve 333,55 kJ/kg), kaynama noktası (100 °C) ve özgül buharlaşma ısısı (2250 kJ/kg).

4. Sıvı suyun yüksek ısı kapasitesi.

5. Yüksek viskozite.

6. Yüksek yüzey gerilimi.

7. Su yüzeyinin negatif elektrik potansiyeli.

Tüm bu özellikler, hidrojen bağlarının varlığı ile ilişkilidir. Hidrojen ve oksijen atomlarının elektronegatifliklerindeki büyük fark nedeniyle, elektron bulutları güçlü bir şekilde oksijene doğru kaydırılır. Bu nedenle, hidrojen iyonunun (proton) iç elektron katmanlarına sahip olmaması ve küçük boyutlara sahip olmasının yanı sıra, komşu bir molekülün negatif polarize bir atomunun elektron kabuğuna nüfuz edebilir. Bu nedenle, her oksijen atomu diğer moleküllerin hidrojen atomlarına çekilir ve bunun tersi de geçerlidir. Su molekülleri arasındaki ve içindeki proton değişim etkileşimi belirli bir rol oynar. Her su molekülü en fazla dört hidrojen bağına katılabilir: 2 hidrojen atomu - her biri bir arada ve bir oksijen atomu - ikide; bu durumda moleküller bir buz kristali içindedir. Buz eridiğinde, bağların bir kısmı kırılır, bu da su moleküllerinin daha yoğun bir şekilde paketlenmesini sağlar; su ısıtıldığında bağlar kopmaya devam eder ve yoğunluğu artar, ancak 4 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda bu etki termal genleşmeye göre daha zayıf hale gelir. Buharlaşma kalan tüm bağları koparır. Bağları kırmak çok fazla enerji gerektirir, dolayısıyla yüksek sıcaklık ve özgül erime ve kaynama ısısı ve yüksek ısı kapasitesi gerekir. Suyun viskozitesi, hidrojen bağlarının su moleküllerinin farklı hızlarda hareket etmesini engellemesinden kaynaklanmaktadır.

Benzer nedenlerle su, polar maddeler için iyi bir çözücüdür. Her çözünen molekül, su molekülleri ile çevrilidir ve çözünen molekülün pozitif yüklü kısımları oksijen atomlarını çeker ve negatif yüklü kısımlar hidrojen atomlarını çeker. Su molekülü küçük olduğundan, birçok su molekülü her çözünen molekülü çevreleyebilir.

Suyun bu özelliği canlılar tarafından kullanılır. Canlı bir hücrede ve hücreler arası boşlukta, sudaki çeşitli maddelerin çözeltileri etkileşime girer. İstisnasız tüm tek hücreli ve çok hücreli canlıların yaşamı için su gereklidir.

Saf (safsızlık içermeyen) su iyi bir yalıtkandır. Normal koşullar altında, su zayıf bir şekilde ayrışır ve protonların (daha doğrusu hidronyum iyonları H3O+) ve hidroksit iyonlarının HO- konsantrasyonu 0,1 µmol/l'dir. Ancak su iyi bir çözücü olduğundan, belirli tuzlar hemen hemen her zaman içinde çözülür, yani suda pozitif ve negatif iyonlar bulunur. Sonuç olarak, su elektriği iletir. Suyun elektriksel iletkenliği, saflığını belirlemek için kullanılabilir.

Suyun optik aralıkta kırılma indisi n=1,33'tür. Bununla birlikte, kızılötesi radyasyonu güçlü bir şekilde emer ve bu nedenle su buharı, sera etkisinin %60'ından fazlasından sorumlu ana doğal sera gazıdır. Moleküllerin büyük dipol momenti nedeniyle su, mikrodalga fırının prensibinin dayandığı mikrodalga radyasyonu da emer.

toplu devletler.

1. Devlete göre ayırt ederler:

2. Katı - buz

3. Sıvı - su

4. Gaz halinde - su buharı

Şekil 1 "Kar taneleri türleri"

Atmosferik basınçta, su 0°C'de donar (buza dönüşür) ve 100°C'de kaynar (su buharına dönüşür). Basınç düştükçe suyun erime noktası yavaşça yükselir ve kaynama noktası düşer. 611,73 Pa (yaklaşık 0,006 atm) basınçta kaynama ve erime noktaları çakışır ve 0,01 °C'ye eşit olur. Bu basınç ve sıcaklığa suyun üçlü noktası denir. Daha düşük basınçlarda su sıvı halde olamaz ve buz doğrudan buhara dönüşür. Buzun süblimleşme sıcaklığı azalan basınçla azalır.

Basıncın artmasıyla suyun kaynama noktası artar, kaynama noktasındaki su buharının yoğunluğu da artar ve sıvı su azalır. 374 °C (647 K) sıcaklıkta ve 22.064 MPa (218 atm) basınçta su kritik noktayı geçer. Bu noktada sıvı ve gaz halindeki suyun yoğunluğu ve diğer özellikleri aynıdır. Daha yüksek basınçlarda, sıvı su ile su buharı arasında fark yoktur, dolayısıyla kaynama veya buharlaşma olmaz.

Yarı kararlı durumlar da mümkündür - aşırı doymuş buhar, aşırı ısıtılmış sıvı, aşırı soğutulmuş sıvı. Bu durumlar uzun süre var olabilir, ancak kararsızdırlar ve daha kararlı bir faz ile temas halinde bir geçiş meydana gelir. Örneğin temiz bir kaptaki saf suyu 0 °C'nin altına soğutarak aşırı soğutulmuş bir sıvı elde etmek zor değildir, ancak kristalleşme merkezi göründüğünde sıvı haldeki su hızla buza dönüşür.

Suyun izotopik modifikasyonları.

Hem oksijen hem de hidrojen, doğal ve yapay izotoplara sahiptir. Molekülde bulunan izotopların türüne bağlı olarak, aşağıdaki su türleri ayırt edilir:

1. Hafif su (sadece su).

2. Ağır su (döteryum).

3. Aşırı ağır su (trityum).

Suyun kimyasal özellikleri.

Su, bir bilim olarak karasal kimyanın doğasını büyük ölçüde belirleyen, dünyadaki en yaygın çözücüdür. Kimyanın çoğu, bir bilim olarak başlangıcında, tam olarak maddelerin sulu çözeltilerinin kimyası olarak başladı. Bazen bir amfolit olarak kabul edilir - aynı anda hem asit hem de baz (katyon H + anyon OH-). Suda yabancı maddelerin yokluğunda, hidroksit iyonlarının ve hidrojen iyonlarının (veya hidronyum iyonlarının) konsantrasyonu aynıdır, pKa ≈ yakl. 16.

Su, hafif şeffaf bir sıvıdır, küçük hacimlerde renksizdir ve kalınlığında mavimsi-yeşilimsi bir renk alır. Spektrumun görünür kısmındaki ışığı soğurma katsayısı pratik olarak sıfır olduğundan buz da şeffaftır, ancak bu ultraviyole ve kızılötesi bölgeler için geçerli değildir. Büyük buzul ve nehir buzu bloklarının parçalarında, su gibi mavi ve yeşilimsi tonlara sahiptir.

Suyun özellikleri, fiziksel sabitler ve ölçü birimleri sisteminde iz bıraktı: suyun donma noktası - buzun erimesi kabul edilir

0 0 C için ve suyun kaynama noktası 100 0 C için (her ikisi de yaklaşık 1013 mbar atmosfer basıncında veya hPa = 759.8 mm Hg). Hacim birimi

metrik sistemde, 3.98 0 C sıcaklıktaki bir metreküp suyun kütlesinin 1000 kg olması koşulundan seçilir.

Her su molekülünün iki hidrojen atomu ve iki ortaklanmamış elektron çifti vardır ve bu nedenle dört hidrojen bağı oluşturabilir. İkincisi, moleküller arasında veya bir molekül içindeki atomlar arasında bulunan bir hidrojen atomunun katılımıyla gerçekleştirilir:

Suyu, hidrojen bağlarıyla birleşmiş moleküller birliği olarak algılayacağız. Ve eğer sıvı su, moleküllerinin ayrı ortaklarını içeriyorsa, o zaman benzer bir molekül düzenlemesi de buzun özelliğidir,

ancak düzenlilik zaten bir bütün olarak tüm sisteme yayılmıştır;

sonuçta buzun karakteristik dört yüzlü yapısının oluşumuna yol açar. Başka bir deyişle, buz kristalleri tamamen tek bir hidrojen bağı üzerine kuruludur. Buzun yapısı mecazi olarak "çok açık" olarak adlandırılır, çünkü içindeki moleküller sıvı sudakinden daha az yoğundur.

Diğer maddelerle karşılaştırıldığında, su, 15 ° C sıcaklıkta en yüksek özgül ısı kapasitesi ile karakterize edilir.

4190 J/(kg*K).

Suyun termal iletkenliği çok düşüktür, ancak suyun çok yüksek bir gizli füzyon ve buharlaşma ısısı vardır. 1 kg buzu suya çevirmek için (erime gizli ısısı) 330.000 J/kg, 1 kg su buharlaştığında (buharlaşma gizli ısısı) 2260 J harcamak gerekir.Suyun bu özellikleri Dünyanın ısı dengesi için önemlidir.

Su donduğunda %9 genişler

orijinal hacme.

Cıva hariç tüm sıvılar arasında su en yüksek yüzey gerilimine sahiptir.

Suyun bir diğer dikkat çekici özelliği de birçok maddeyi çözebilmesidir. Suda özellikle çözünür olanlar, onunla hidrojen bağları oluşturabilen kimyasal bileşiklerdir. Günlük faaliyetlerimizde, alkol, benzin, eter ve diğer birçok maddeyi, yağları ve genel olarak birçok organik maddeyi gerçekten çözen iyi çözücüler olarak görmeye alışkınız, ancak örneğin tuzlar bunlarda çözünmez. Ancak ikincisi suda iyi çözünür, çünkü. son derece yüksek bir dielektrik sabitine sahiptir ve molekülleri iyonlarla birleşerek onları hidratlı iyonlara dönüştürür ve bu da çözeltide stabilizasyonlarına yol açar. Çeşitli tuzların suda iyi çözünürlüğü, birçok doğal süreç için çok önemlidir.

İş bitimi -

Bu konu şuna aittir:

genel hidroloji

Üniversite

Bu konuda ek malzemeye ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, eser veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan malzeme ile ne yapacağız:

Bu materyalin sizin için yararlı olduğu ortaya çıktıysa, onu sosyal ağlardaki sayfanıza kaydedebilirsiniz:

cıvıldamak

Bu bölümdeki tüm konular:

Hidroloji bilimi ve diğer bilimlerle ilişkisi
Gezegenin suları, okyanuslar, denizler, kara yüzey suları dahil olmak üzere yer kabuğunun yüzeyinde ve kalınlığında bulunan süreksiz bir su kabuğu olan hidrosferi oluşturur.

Hidrolojide araştırma yöntemleri
Modern hidrolojinin ana araştırma yöntemleri şunlardır: 1) alan, 2) deneysel ve 3) teorik. Saha çalışmaları şunları içerir:

Yeryüzündeki su. Su kaynakları
Su, yoğunlaştığı yerlere bağlı olarak Dünya'da çok farklı bir durumda bulunur. Ana kütlesi, gezegenin aşağıdaki üç makro yapısal öğesinde bulunur: m cinsinden

Su nesneleri. Doğadaki su döngüsü. kıta içi nem döngüsü
Hidrolojide üç grup su kütlesi ayırt edilir: rezervuarlar, akarsular ve özel su kütleleri. Rezervuarlar, dünya yüzeyindeki çöküntülerdeki su kütleleridir.

kıta içi nem döngüsü
Herhangi bir arazi parçasına düşen yağış, belirli bir alandan buharlaşma sonucu oluşan "dış" ve "iç" yağışlardan oluşur. "İç" yağış buharlaşmadır

Nehir havzası. Havzanın morfometrik özellikleri
Su toplama alanı, dünya yüzeyinin yanı sıra suyun bir nehir, nehir sistemi veya göle aktığı, bir yüzey havzası ile sınırlanmış ve altında kalan bir toprak tabakasıdır.

Nehir havzasının su dengesi. Su dengesinin unsurları
Nehirler, sıvı yağış (yağmur kaynağı), havza yüzeyinde kar erimesi sonucu oluşan su (kar kaynağı), yüksek dağ buzullarının erimesi ile beslenir.

Yağış. Yağışın bitki örtüsü tarafından kesilmesi
Yağış, hidrolojik döngünün en önemli bileşenlerinden biridir. Atmosferdeki su buharının yoğunlaşmasıyla oluşurlar. Oluşan meteorolojik koşullara bağlı olarak

buharlaşma
Buharlaşma sürecinin bir sonucu olarak, yeryüzüne ulaşan atmosferik yağışın bir kısmı, su buharı şeklinde havzayı terk eder. Buharlaşma su yüzeyinden meydana gelir

Nehir akışı. Havzada ikinci akış oluşumundaki faktörler
Hidrolojide akış, suyun doğadaki dolaşımı sürecinde toprak ve kayaların kalınlığının yanı sıra dünyanın yüzeyindeki hareketidir. Havzada yüzey akışının oluşumu karmaşık, çok yönlü bir olaydır.

Su akışının temel özellikleri. Su rejiminin aşamaları. akış hidrografı
Su akışı - kanalın yaşam bölümünden birim zamanda akan su miktarı.

Su seviyesi. Seviye modu
Su seviyesi - "grafik sıfırı" olarak adlandırılan koşullu karşılaştırma düzleminin üzerindeki su yüzeyinin yüksekliği, H, [cm], bkz. Şekil 5. Su seviyesi noktalarda ölçülür

Su seviyelerinde kısa vadeli, yıllık ve uzun vadeli dalgalanmalar
Su seviyesindeki kısa vadeli dalgalanmalar şunları içerir: dalgalanma (nehir bölgelerinde), seller (duş), günlük dalgalanmalar (HES'lerin günlük düzenlenmesi ile - salınım dalgaları ve

Yüzey ve yer altı sularının bağlantısı
Filtrasyon işlemi sonucunda yüzeyden gelen su, toprak ve zemin kalınlığına nüfuz ederek bir yeraltı akışı oluşturur. Yeraltı ufuklarında, su üç küme halinde bulunur: su şeklinde

Nehir ve nehir sistemi
Belirli bir bölgedeki tüm su kütlelerinin toplamına, bu bölgenin hidrografik ağı denir. Nehir havzasının hidrografik ağı içerisinde,

Nehir yataklarında suyun akış hızı
Nehir yataklarında suyun hareketi yerçekimi etkisi altında gerçekleştirilir. Debi eğime, kanaldaki su miktarına ve alttaki yüzeyin pürüzlülüğüne bağlıdır.

Nehir havzasının ısı dengesi. Nehirlerin termal ve buz rejimi
Nehir havzasının ısı dengesi. , (18) nerede

Tortu akış rejimi. nehirlerin hidrokimyasal rejimi
Nehir tortusunu oluşturan katı parçacıklar, su toplama alanı yüzeyinin ve nehir kanalının erozyon işlemlerinin bir sonucu olarak nehir kanallarına girer. için havza yüzeyinin erozyon sürecinin yoğunluğu

Nehir sularının hidrokimyasal bileşimi
Nehir suları, kural olarak, nispeten düşük bir mineralizasyona sahiptir ve tatlı sular olarak sınıflandırılır. Nehir sularının kimyasal bileşiminin oluşumu doğal, iklimsel olarak tanımlanmaktadır.

Deniz ağzı alanları
Bir nehrin ağız alanı, içinde belirli nehir ağzı işlemlerinin gerçekleştiği, büyük bir nehrin denize karıştığı yerde bulunan özel bir fiziksel-coğrafi nesnedir. Onlar nedeniyle

fiziksel süreçler
A. Su dinamikleri. Nehir ve rezervuarın konjugasyonunun hidrolik durgun su veya durgunluk şeklinde oluşumu da dahil olmak üzere nehir ve alıcı rezervuarın sularının dinamik etkileşimi; basık

B. Nehrin ağız kısmında, deltanın su kütlelerinde ve ağzın deniz kıyısındaki buz-termal süreçler
B. Nehrin ağız bölümünde ve ağzın yakınında tortu dinamikleri. D. Erozyon-birikimli (oluşumu da dahil olmak üzere morfolojik süreçler

Gölün ana morfometrik özellikleri
Uzunluk (L, m) - göl kıyı şeridinin en uzak iki noktası arasındaki yüzeyi boyunca ölçülen en kısa mesafe. Gölün şekline göre

Gölün su dengesi. Göllerde su seviyesi rejimi
Genel formda göl su dengesi denklemi: , (25) burada

Göllerin seviye rejimi
Gölde uzun süreli su dalgalanmaları iklim faktörlerine bağlıdır. Mevsimsel dalgalanmalar, esas olarak, hem kanal hem de dağıtılan (özellikle kar erimesi döneminde) su girişi ile belirlenir.

Göllerin termal dengesi ve termal rejim
Suyun atmosferle ısı alışverişi süreçleri en yoğun olarak gölün en üst katmanlarında gerçekleşir. Derinlemesine ısı transferi, güneş enerjisinin suya doğrudan nüfuz etmesinde olduğu gibi gerçekleştirilir.

Bataklıklar. Bataklık türleri ve rejimleri
Bataklık, bir turba tabakası ve koşullara adapte olmuş belirli bitki örtüsü biçimleriyle dünya yüzeyinin suyla dolu bir alanı olan doğal bir oluşumdur.

buzullar Tanım. Eğitim, türleri, yapısı. Buzulların hareketi. Buzulların beslenmesi. Buz kütlesi dengesi. nehir akışı üzerindeki etki
Esas olarak karada bulunan, uzun süredir var olan ve sahip olan katı atmosferik yağışların birikmesi ve dönüştürülmesi sonucu oluşan doğal bir ateş ve buz kütlesi.

buzul türleri
Örtü, dağ örtüsü ve dağ buzullarını tahsis edin. Buz tabakaları arasında buz tabakaları ve kubbeleri, çıkış buzulları ve buz rafları ayırt edilir. Zemin boyunca yayılmışlar

buzulların yapısı
Karasal buzul iki kısma ayrılabilir, üst kısım besleme (birikim) bölgesi, alt kısım ise ablasyon bölgesidir. Bu bölgeleri ayıran çizgiye denir.

Tehlikeli hidrolojik olaylar
Sorun. Doğal afetler yalnızca, bir kişi genellikle bazen tehlikeli hidrolojik olayların gelişme sahnesi olan yerlerde yaşadığı ve çalıştığı için vardır.

çığır açan taşkınlar
Büyük şevler ve yükseklik değişiklikleri, özellikle zayıf şev stabilitesi, buzul olaylarının aktivitesi ve sismik etkiler, bazen nehirlerin doğal barajlarla tıkanmasına neden olur,

Dalga felaketleri
Küvetinize kayar ve düşerseniz, suyun yarısını yere dökersiniz. Ve rezervuara bir çökme, heyelan, çamur akışı düşerse ne olur? Sonuçlar çok farklı olabilir ama hepsi

çamur akışları
Sorun. Çamur akışları, dağlık ülkelerde ve genel olarak yüksek eğimli dünyada en tehlikeli ve yaygın hidrolojik olaylardan biridir. Çamur akışı sorunu sürekli test ediliyor

Çamur akışı merkezleri
Bir çamur akışı kaynağı, bir PSM (potansiyel çamur akışı masifi) içeren ve doğrultu atımlı veya taşıma atımlı gelişimi için yeterli bir eğime sahip olan, ikinci akışı konsantre edebilen morfolojik bir oluşumdur.

Çamur akışı toplama alanları ve çamur akışı merkezlerinin toplama alanları
Bir çamur akışı havzası, akış oluşturan yüzeyler içeren ve bir nanosu çamur akışı oluşturabilen bir havzanın kısa adıdır. Genellikle bunlar yüzey havzalarıdır.

çamur akışı coğrafyası
Pamir Karayolu'ndan kolayca görülebilen Rushan Sıradağları'nın güney yamacında çok sayıda kayalık çamur akıntısı, bölgenin zayıf yağış kapasitesi nedeniyle onlarca ve yüzlerce yıldır kanatlarda bekliyor.

Heyelanlar, kar çığları, kar akışları
Heyelanlar: Bir dağ heyelanı, yokuş aşağı hareket eden, suyla yüksek oranda doymuş, bir dizi gevşek kırıntılı kayadır. Kesme kuvveti tutma kuvvetini aştığında veya deprem sırasında oluşur.

buzullar üzerinde çamur akışları
Genaldon felaketleri Buzulların feci kaymaları ve çökmeleri sırasında, bazen buzul kütlesinin bir kısmının ayrılması, buzun kırılması, buzul içi püskürme ile birlikte gözlenir.

Su şeffaf, renksiz (küçük bir hacimde) ve kokusuz bir sıvıdır. Su, Dünya'daki yaşamın oluşmasında ve sürdürülmesinde, canlı organizmaların kimyasal yapısında, iklim ve hava durumunun oluşumunda kilit öneme sahiptir. Katı haldeyken buz veya kar, gaz halinde ise su buharı olarak adlandırılır. Dünya yüzeyinin yaklaşık %71'i suyla kaplıdır (okyanuslar, denizler, göller, nehirler, kutuplardaki buzlar).

Su özellikleri, suyun fiziksel, kimyasal, biyokimyasal, organoleptik, fizikokimyasal ve diğer özelliklerinin bir kombinasyonudur.
Su - hidrojen oksit - en yaygın ve önemli maddelerden biridir. Dünyanın su tarafından işgal edilen yüzeyi, kara yüzeyinin 2,5 katıdır. Doğada saf su yoktur - her zaman safsızlıklar içerir. Damıtma ile saf su elde edilir. Damıtılmış suya damıtılmış denir. Suyun bileşimi (kütlece): %11,19 hidrojen ve %88,81 oksijen.

Saf su berrak, kokusuz ve tatsızdır. 0°C'de (1 g/cm3) en yüksek yoğunluğa sahiptir. Buzun yoğunluğu sıvı suyun yoğunluğundan daha azdır, bu nedenle buz yüzeye çıkar. Su 0°C'de donar ve 101.325 Pa basınçta 100°C'de kaynar. Zayıf bir ısı iletkeni ve çok zayıf bir elektrik iletkenidir. Su iyi bir çözücüdür. Su molekülü köşeli bir şekle sahiptir, hidrojen atomları oksijene göre 104.5°'lik bir açı oluşturur. Bu nedenle, su molekülü bir dipoldür: molekülün hidrojenin bulunduğu kısmı pozitif yüklüdür ve oksijenin bulunduğu kısmı negatif yüklüdür. Su moleküllerinin polaritesi nedeniyle, içindeki elektrolitler iyonlara ayrışır.

Sıvı suda, sıradan H20 molekülleri ile birlikte, ilişkili moleküller vardır, yani hidrojen bağlarının oluşumu nedeniyle daha karmaşık kümeler (H2O)x halinde birleştirilirler. Su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının varlığı, fiziksel özelliklerindeki anormallikleri açıklar: 4 ° C'de maksimum yoğunluk, yüksek kaynama noktası (H20-H2S - H2Se serisinde) anormal derecede yüksek ısı kapasitesi. Sıcaklık yükseldikçe hidrojen bağları kopar ve su buhara dönüştüğünde tam bir kopma meydana gelir.

Su oldukça reaktif bir maddedir. Normal koşullar altında, birçok bazik ve asidik oksitlerin yanı sıra alkali ve toprak alkali metallerle etkileşime girer. Su çok sayıda bileşik oluşturur - kristalin hidratlar.
Açıkçası, su bağlayıcı bileşikler kurutucu olarak hizmet edebilir. Diğer kurutma maddeleri arasında P205, CaO, BaO, metalik Ma (bunlar ayrıca su ile kimyasal olarak etkileşime girerler) ve silika jel bulunur. Suyun önemli bir kimyasal özelliği, hidrolitik ayrışma reaksiyonlarına girebilmesidir.

Suyun kimyasal özellikleri bileşimi tarafından belirlenir. Su %88.81 oksijen ve sadece %11.19 hidrojendir. Yukarıda da belirttiğimiz gibi, su sıfır derecede donar ama yüz derecede kaynar. Damıtılmış su çok düşük konsantrasyonda pozitif yüklü hidronyum iyonları H O ve H3O+ içerir (yalnızca 0,1 µmol/l), bu nedenle mükemmel bir yalıtkan olarak adlandırılabilir. Ancak tabiattaki suyun özellikleri iyi bir çözücü olmasaydı tam olarak anlaşılamazdı. Su molekülü çok küçüktür. Suya başka bir madde girdiğinde, onun pozitif iyonları su molekülünü oluşturan oksijen atomlarına, negatif iyonları ise hidrojen atomlarına çekilir. Su, içinde çözünmüş kimyasal elementleri olduğu gibi her yönden çevreler. Bu nedenle, su hemen hemen her zaman çeşitli maddeler, özellikle elektrik akımının iletilmesini sağlayan metal tuzları içerir.

Suyun fiziksel özellikleri bize sera etkisi ve mikrodalga fırın gibi fenomenleri "verdi". Sera etkisinin yaklaşık %60'ı, kızılötesi ışınları mükemmel şekilde emen su buharı tarafından oluşturulur. Bu durumda suyun optik kırılma indisi n=1,33'tür. Ayrıca su, moleküllerinin yüksek dipol momentinden dolayı mikrodalgaları da soğurur. Suyun doğadaki bu özellikleri, bilim adamlarını mikrodalga fırının icadı hakkında düşünmeye sevk etti.

Suyun doğadaki ve insan yaşamındaki rolü ölçülemeyecek kadar büyüktür. Tüm canlıların su ve organik maddelerden oluştuğunu söyleyebiliriz. Fiziksel ve kimyasal çevrenin, iklimin ve havanın oluşumunda aktif bir katılımcıdır. Aynı zamanda ekonomiyi, sanayiyi, tarımı, ulaşımı ve enerjiyi de etkiliyor.

Yiyecek olmadan birkaç hafta yaşayabiliriz, ancak susuz - sadece 2-3 gün yaşayabiliriz. Normal bir varoluş sağlamak için, bir kişinin vücuda besinlerden ağırlıkça yaklaşık 2 kat daha fazla su girmesi gerekir. İnsan vücudunun %10'dan fazla su kaybetmesi ölüme neden olabilir. Ortalama olarak, bitki ve hayvanların vücudu% 50'den fazla, denizanasının vücudunda% 96'ya kadar, alglerde% 95-99, sporlarda ve tohumlarda% 7 ila 15 oranında su içerir. Toprak en az %20 su içerirken, insan vücudu yaklaşık %65 su içerir. İnsan vücudunun farklı bölgeleri eşit olmayan miktarda su içerir: gözün camsı gövdesi %99 sudan oluşur, bunun %83'ü kanda, %29'u yağ dokusunda, %22'si iskelette ve hatta 0,2 oranında bulunur. Diş minesinde %. Kişi hayatı boyunca vücuttan su kaybeder ve biyoenerjetik potansiyeli azalır. Altı haftalık bir insan embriyosunda su içeriği% 97'ye kadar, yenidoğanda -% 80, bir yetişkinde -% 60-70 ve yaşlı bir kişinin vücudunda - sadece% 50-60'tır.

Su, tüm önemli insan yaşam destek sistemleri için kesinlikle gereklidir. Su ve içerdiği maddeler bir besin ortamı haline gelir ve canlı organizmalara yaşam için gerekli mikro elementleri sağlar. Kanda bulunur (% 79) ve binlerce temel madde ve elementin dolaşım sistemi yoluyla çözünmüş halde transferine katkıda bulunur (suyun jeokimyasal bileşimi, hayvanların ve insanların kanının bileşimine yakındır). .
Canlı bir organizmanın kanı ile dokuları arasındaki madde alışverişini gerçekleştiren lenfte su %98 oranında bulunur.
Su, diğer sıvılardan daha fazla, evrensel bir çözücünün özelliklerini sergiler. Belirli bir süre sonra hemen hemen her katı maddeyi çözebilir.
Suyun bu kadar kapsamlı bir rolü, benzersiz özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Son zamanlarda, araştırmacıların çabaları, faz sınırında meydana gelen süreçlerin hızlandırılmış çalışmasına odaklanmıştır. Sınır katmanlarındaki suyun, kütle fazında görülmeyen birçok ilginç özelliği olduğu ortaya çıktı. Bu bilgi, bir dizi önemli pratik problemi çözmek için gereklidir. Bir örnek, devrelerin daha fazla minyatürleştirilmesinin, bir su yüzeyinde makromoleküllerin kendi kendine örgütlenme ilkesine dayanacağı, temelde yeni bir temel mikroelektronik temelinin oluşturulmasıdır. Gelişmiş bir yüzey, yüzey olaylarının işlevleri için önemi nedeniyle biyolojik sistemlerin de karakteristiğidir. Neredeyse her zaman, suyun mevcudiyeti yüzeye yakın bölgede meydana gelen süreçlerin doğası üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Buna karşılık, yüzeyin etkisi altında, suyun özellikleri kökten değişir ve sınıra yakın su, temelde yeni bir fiziksel çalışma nesnesi olarak düşünülmelidir. Özünde yeni başlayan, yüzeye yakın suyun moleküler-istatistiksel özelliklerinin incelenmesinin, birçok fiziksel ve kimyasal işlemi etkin bir şekilde kontrol etmeyi mümkün kılması çok muhtemeldir.

Son zamanlarda, suyun özelliklerini mikroskobik düzeyde incelemeye olan ilgi artmıştır. Bu nedenle, yüzey olaylarının fiziğinin birçok yönünü anlamak için, suyun faz sınırındaki özelliklerini bilmek gerekir. Suyun yapısı, moleküler düzeyde suyun organizasyonu hakkında kesin fikirlerin olmaması, sulu çözeltilerin özelliklerini hem yığın fazda hem de kılcal sistemlerde incelerken, suyun genellikle yapısız bir ortam olarak kabul edilmesine yol açar. . Bununla birlikte, sınır tabakalardaki suyun özelliklerinin kütledekilerden önemli ölçüde farklı olabileceği bilinmektedir. Bu nedenle, suyu yapısız bir sıvı olarak düşünürsek, ince gözeneklerde meydana gelen süreçlerin doğasını büyük ölçüde belirlediği ortaya çıkan sınır katmanlarının özellikleri hakkında benzersiz bilgileri kaybederiz. Örneğin, selüloz asetat zarların iyonik seçiciliği, özellikle "çözünmeyen hacim" kavramına yansıyan, gözeneklerdeki suyun özel moleküler organizasyonu ile açıklanmaktadır. Seçici zar taşımanın altında yatan moleküller arası etkileşimlerin özelliklerini hesaba katan teorinin daha da geliştirilmesi, çözeltilerin zardan arındırılmasının daha eksiksiz bir şekilde anlaşılmasına katkıda bulunacaktır. Bu, su tuzdan arındırma işlemlerinin verimliliğini artırmak için sağlam tavsiyeler vermeyi mümkün kılacaktır. Bu, sıvıların özelliklerini sınır katmanlarında, özellikle katı bir cismin yüzeyine yakın yerlerde incelemenin önemini ve gerekliliğini ima eder.



Su bizi her gün ve her yerde çevreliyor - tüm hayatlarını Sahra Çölü'nde geçirmiş olanlar bile. Suyun özellikleri genellikle bizim için görünmez kalır. Ve bu, suyun yapısı ve özelliklerinin gezegenimizdeki tüm yaşam için büyük önem taşımasına rağmen. İlk istekte musluk kolunun basit bir hareketiyle elde edilebilen suyu doğal kabul etmeye alışkınız. Suyun kendine has özellikleri ise dünyamızla ilgili pek çok sorunun cevabı olmakla birlikte aynı zamanda araştırmacılara birçok soru yöneltmektedir.

Suyun temel özellikleri

Suyun temel özellikleri nelerdir sorusu farklı açılardan ele alınabilir. Gerçek şu ki, suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri eşit derecede önemlidir ve bu maddenin dünyamızdaki özel önemini ve rolünü belirler. Suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerini özel yapısı belirler. Herkes bir su molekülünün iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluştuğunu bilir. Bununla birlikte, zaten bu basit gerçekten, suyun anormal özellikleri başlar: çünkü normal koşullar altındaki diğer tüm hidrojen bileşikleri, su sıvı iken gaz halinde bir topaklanma durumuna sahiptir. Ek olarak, üç topaklanma durumunda (gaz, sıvı, katı) bulunabilen ve birinden diğerine kolayca geçebilen sudur.

Sıradan suyun olağandışı özellikleri, hidrojen atomlarının oksijen atomuna kesin olarak tanımlanmış bir açıyla bağlanması ve konumlarını değiştirmemesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, azalan sıcaklıkla hızla sabitlenen güçlü atomlar arası bağlar oluşur. Bu, suyun normal sıcaklığı ile donma noktası arasındaki farkın neden "ortalama" sıcaklık ile kaynama noktası arasındaki farktan çok daha küçük olduğunu açıklar. Dondurulduğunda, atomlar arası bağları kırmak için enerji harcanmaz, bu nedenle moleküller hızla düzenli yapılar oluşturur ve buz kristallerine dönüşür. Gaz haline geçebilmesi için su moleküllerindeki bu çok güçlü bağların yok edilmesi gerekir - bu nedenle suyun kaynaması için büyük miktarda termal enerji harcanarak daha uzun süre ısıtılması gerekir.

Suyun moleküler yapısının özellikleri, suyun canlı organizmalar ve genel olarak yaşamın varlığı için öneminin neden bu kadar büyük olduğu sorusuna cevap verir. Evrende şu anda bilinen tek yaşam formu olduğu için , karasal, su olmadan var olamaz. Suyun biyolojik özellikleri öyledir ki, molekülleri diğer maddelerin moleküllerine göre daha küçüktür. Suyun hangi özelliklere sahip olduğu sorusunun belki de ilk yanıtı "çözülme özelliği" olmalıdır. Suda çözünme, bir madde molekülünün su molekülleri tarafından her yönden çevrelenmesinden başka bir şey değildir. Su, dışında canlı hücresinin oluşamayacağı, var olamayacağı ve gelişemeyeceği bir ortamdır. Çünkü bir hücrenin yaşamı için, tam olarak diğer maddelerin moleküllerini taşıyabilen suyun bilgi özellikleri tarafından sağlanan çeşitli maddelerin etkileşimi gereklidir. Dolayısıyla canlı organizmalarda suyun rolü son derece basittir - su olmadan hiçbir canlı organizma var olamaz.

Suyun fiziksel özellikleri

Suyun temel fiziksel özellikleri öncelikle basınç ve sıcaklık gibi çevresel faktörlere bağlıdır. Genel olarak termal ortam su için son derece önemlidir: ikamet ve suyun çeşitli toplu hallerine geçiş sıcaklıkla ilişkilendirilir. Suyun ilginç özellikleri, özellikle kesinlikle saf olması, yani safsızlıklar ve çözünmüş maddeler içermemesi, suyun sözde metastabil hallerde olabilmesidir. Örneğin, suyun termal özellikleri, saf suyun "eksi 30" santigrat derecenin altındaki sıcaklıklarda donmamasını veya 200 santigrat dereceye kadar ısınarak sıvı halde kalmasını sağlar. Bununla birlikte, bu tür metastabil durumlar son derece kararsızdır ve ayrıca, doğal koşullarda neredeyse hiçbir zaman kesinlikle saf su bulunmaz. Bu nedenle, suyun termofiziksel özelliklerinin hesaplanması, özel durumlar dışında, standart sınırlara göre yapılır - donma noktası olarak 0 derece, kaynama noktası olarak 100 derece.

Tabii ki, suyun termofiziksel özellikleri bu eşsiz maddenin tek özelliklerinden uzaktır. Suyun fiziksel özellikleri hakkında ayrıntılı bilgi içeren bir tablo vardır. Örneğin, suyun kendine has özelliklerinin onu iyi bir yalıtkan yaptığını, yani elektriği çok kötü ilettiğini öğrenebilirsiniz. Ama kesinlikle saf sudan bahsediyoruz - içinde birçok farklı çözünmüş madde bulunan sıradan su iyi bir elektrik iletkenidir. Ek olarak, tablo, örneğin, 20 derecelik bir sıcaklıkta suda saniyede 1482,7 metre olan ses hızı gibi göstergeler içerir (karşılaştırma için, sesin havadaki hızı saniyede 331 metredir).

Suyun kimyasal özellikleri

Suyun ana kimyasal özelliği, çözücü olabilme özelliğidir. Suyun asidik özellikleri aktif olarak incelenmektedir çünkü su, ne kadar beklenmedik görünürse görünsün bir asittir. Kimya biliminde, bir asit, kimyasal bir etkileşim sırasında hidrojen katyonlarını bırakabilen bir madde olarak kabul edilir. Su tam da bunu yapabilir, bu yüzden suyun oksitleyici özellikleri çok önemlidir. Ancak bu nedenle su, oksitlemenin yanı sıra indirgeme özelliklerine de sahip olan eşsiz bir maddedir.

Biyokimyada, redoks reaksiyonlarının, maddelerin elektriksel potansiyelinde bir değişikliğe yol açan elektronların eklendiği veya bağışlandığı bu tür kimyasal etkileşimler olarak adlandırıldığı unutulmamalıdır. Oksijen, aktif bir oksitleyici ajandır, yani elektrotları toplayan bir maddedir; hidrojen, isteyerek hidrojenlerden vazgeçen evrensel bir indirgeme maddesidir. Böylece, oksijen ve hidrojenden oluşan suyun hem oksitleyici hem de indirgeyici bir madde olabileceği ortaya çıktı - bu nedenle suyun redoks özellikleri. Sulu ortam, diğer maddelerden elektron alarak oksitleyici olabilir - bu konum, yüzeyde su bulunan çoğu durum için tipiktir. Su, belirli safsızlıklar içermesi koşuluyla redoks olabilir. Son olarak, metallerle doymuş yeraltı suları için tipik olan indirgeyici bir ortam da olabilir.

Dünyadaki en şaşırtıcı bileşiklerden biri olan su, birçok fiziksel özelliğinin olağandışılığıyla uzun süredir araştırmacıları hayrete düşürüyor:

1) Bir madde ve doğal kaynak olarak tükenmezlik; dünyanın diğer tüm kaynakları yok edilir veya dağılırsa, o zaman su, olduğu gibi, çeşitli biçimler veya durumlar alarak bundan kaçar: sıvı, katı ve gaza ek olarak. Bu türün tek maddesi ve kaynağıdır. Bu özellik, suyun her yerde bulunmasını sağlar, Dünya'nın tüm coğrafi zarfına nüfuz eder ve içinde çeşitli işler yapar.

2) Katılaşma (donma) sırasında yalnızca kendisine özgü genleşme ve erime sırasında (sıvı duruma geçiş) hacimde azalma.

3) +4 ° C sıcaklıkta maksimum yoğunluk ve bununla ilgili doğal ve biyolojik süreçler için çok önemli özellikler, örneğin su kütlelerinin derin donmasının hariç tutulması. Kural olarak, fiziksel cisimlerin maksimum yoğunluğu katılaşma sıcaklığında gözlenir. Damıtılmış suyun maksimum yoğunluğu, anormal koşullar altında - 3.98-4 ° C (veya yuvarlak +4 ° C) sıcaklıkta, yani katılaşma (donma) noktasının üzerindeki bir sıcaklıkta gözlenir. Su sıcaklığı her iki yönde 4 °C'den saptığında suyun yoğunluğu azalır.

4) Buz erirken (erirken) suyun yüzeyinde yüzer (diğer sıvıların aksine).

5) Suyun yoğunluğundaki anormal bir değişiklik, ısıtıldığında suyun hacmindeki aynı anormal değişikliği gerektirir: sıcaklıktaki 0'dan 4 ° C'ye bir artışla, ısıtılan suyun hacmi azalır ve ancak daha fazla artışla başlar. artırmak. Sıcaklıktaki bir düşüşle ve sıvıdan katı hale geçiş sırasında, suyun yoğunluğu ve hacmi, maddelerin büyük çoğunluğunda olduğu gibi değiştiyse, o zaman kış yaklaştığında, doğal yüzey katmanları sular 0 ° C'ye kadar soğuyacak ve dibe çökerek daha sıcak katmanlarda yer açacak ve böylece rezervuarın tüm kütlesi 0 ° C'lik bir sıcaklık elde edene kadar devam edecekti. Ayrıca, su donmaya başlayacak, ortaya çıkan buz kütleleri dibe çökecek ve rezervuar tüm derinliğine kadar donacaktır. Aynı zamanda, suda pek çok yaşam biçimi imkansız olurdu. Ancak su, en yüksek yoğunluğuna 4 °C'de ulaştığı için, soğuma nedeniyle katmanlarının hareketi bu sıcaklığa ulaşıldığında sona erer. Sıcaklığın daha da düşmesi ile daha düşük yoğunluğa sahip olan soğutulmuş tabaka yüzeyde kalır, donar ve böylece alttaki tabakaları daha fazla soğumaya ve donmaya karşı korur.

6) Suyun bir durumdan diğerine geçişine, karşılık gelen miktarda ısının maliyetleri (buharlaşma, erime) veya salınımı (yoğunlaşma, donma) eşlik eder. 1 gr buzu eritmek için 677 cal, 1 gr suyu buharlaştırmak için 80 cal daha az enerji harcar. Buz erimesinin yüksek gizli ısısı, kar ve buzun yavaş erimesini sağlar.

7) Sadece pozitifte değil, aynı zamanda negatif sıcaklıklarda da nispeten kolay bir şekilde gaz haline geçme (buharlaşma) yeteneği. İkinci durumda, buharlaşma, sıvı fazı atlayarak - katıdan (buz, kar) hemen buhar fazına geçer. Bu fenomene süblimasyon denir.

8) Periyodik tablonun altıncı grubunda yer alan elementler (selenyum H 2 Se, tellür H 2 Te) ile suyun (H 2 O) oluşturduğu hidritlerin kaynama ve donma noktalarını karşılaştırırsak, bunlara benzeterek kaynama su noktası yaklaşık 60 ° C olmalıdır ve donma noktası 100 ° C'nin altındadır. Ancak burada bile suyun anormal özellikleri kendini gösterir - 1 atm'lik normal bir basınçta. Su +100°C'de kaynar ve 0°C'de donar.

9) Doğanın yaşamında büyük önem taşıyan şey, suyun anormal derecede yüksek bir ısı kapasitesine sahip olmasıdır, havadan 3.000 kat daha fazladır. Bu, 1 m 3 su 1 0 C'ye soğutulduğunda, 3000 m 3 havanın aynı miktarda ısıtıldığı anlamına gelir. Bu nedenle Okyanus, ısı biriktirerek kıyı bölgelerinin iklimini yumuşatıcı bir etkiye sahiptir.

10) Su, buharlaşma ve erime sırasında ısıyı emer, yoğunlaşma sırasında buhar ve donma nedeniyle serbest bırakır.

11) Dağınık ortamlarda, örneğin ince gözenekli topraklarda veya biyolojik yapılarda suyun bağlı veya dağılmış duruma girme yeteneği. Bu durumlarda, doğal ve biyolojik sistemlerdeki süreçler için son derece önemli olan suyun özellikleri (hareketlilik, yoğunluk, donma noktası, yüzey gerilimi ve diğer parametreler) çok değişir.

12) Su evrensel bir çözücüdür, bu nedenle sadece doğada değil, laboratuvar koşullarında da ideal olarak saf su yoktur, çünkü içine kapatıldığı herhangi bir kabı çözebilir. İdeal olarak saf suyun yüzey geriliminin, üzerinde kaymanın mümkün olacağı şekilde olacağı varsayımı vardır. Suyun çözünebilme özelliği, coğrafi bir zarf içindeki maddelerin transferini sağlar, organizmalar ve çevre arasındaki madde alışverişinin temelini oluşturur ve beslenmenin temelidir.

13) Tüm sıvılar arasında (cıva hariç), su en yüksek yüzey basıncına ve yüzey gerilimine sahiptir: \u003d 75 10 -7 J / cm2 (gliserin - 65, amonyak - 42 ve geri kalan her şey - 30 10 -7 J'nin altında) / cm2). Bu nedenle bir su damlası top şeklini alma eğilimindedir ve katılarla temas ettiğinde çoğunun yüzeyini ıslatır. Bu nedenle kayaların ve bitkilerin kılcal damarlarında yükselerek toprak oluşumu ve bitki beslenmesini sağlayabilir.

14) Su, yüksek termal kararlılığa sahiptir. Su buharı, yalnızca 1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda hidrojen ve oksijene ayrışmaya başlar.

15) Kimyasal olarak saf su çok zayıf bir elektrik iletkenidir. Düşük sıkıştırılabilirlik nedeniyle, ses ve ultrasonik dalgalar suda iyi yayılır.

16) Suyun özellikleri, basınç ve sıcaklığın etkisi altında büyük ölçüde değişir. Böylece, basınç arttıkça suyun kaynama noktası yükselir ve tam tersine donma noktası düşer. Sıcaklık arttıkça suyun yüzey gerilimi, yoğunluğu ve viskozitesi azalırken, sudaki elektrik iletkenliği ve sesin hızı artar.

Birlikte ele alındığında, suyun dış etkenlere karşı son derece yüksek direncini gösteren anormal özellikleri, moleküller arasında hidrojen bağları adı verilen ek kuvvetlerin varlığından kaynaklanır. Bir hidrojen bağının özü, başka bir elementin bazı iyonlarına bağlı bir hidrojen iyonunun aynı elementin bir iyonunu başka bir molekülden elektrostatik olarak çekebilmesidir. Su molekülü köşeli bir yapıya sahiptir: bileşimine dahil olan çekirdekler, tabanında iki proton bulunan ve üstte oksijen atomunun çekirdeği olan bir ikizkenar üçgen oluşturur (Şekil 2.2).

Şekil 2.2 - Su molekülünün yapısı

Molekülde bulunan 10 elektrondan (5 çift), bir çift (iç elektronlar) oksijen çekirdeğinin yakınında bulunur ve geri kalan 4 çift elektrondan (dış) bir çift, protonların her biri ile oksijen arasında sosyalleşir. çekirdek, 2 çift ise tanımsız kalır ve protonlardan tetrahedronun zıt köşelerine yönlendirilir. Böylece, bir su molekülünde, tetrahedronun köşelerinde yer alan 4 yük kutbu vardır: paylaşılmayan elektron çiftlerinin konumlarındaki aşırı elektron yoğunluğunun yarattığı 2 negatif kutup ve tetrahedronun köşelerindeki eksikliğinin yarattığı 2 pozitif kutup. protonların yerleri.

Sonuç olarak, su molekülünün bir elektrik dipolü olduğu ortaya çıkar. Bir su molekülünün pozitif kutbu, başka bir su molekülünün negatif kutbunu çeker. Sonuç, iki, üç veya daha fazla molekülün agregatlarıdır (veya moleküllerin birleşmeleridir) (Şekil 2.3).

Şekil 2.3 - Su dipolleri ile ilişkili moleküllerin oluşumu:

1 - monohidrol H20; 2 - dihidrol (H20)2; 3 - trihidrol (H20) 3

Bu nedenle, suda tek, çift ve üçlü moleküller aynı anda bulunur. İçerikleri sıcaklığa göre değişir. Buz, hacmi monohidroller ve dihidrollerden daha büyük olan esas olarak trihidroller içerir. Sıcaklıktaki artışla moleküllerin hareket hızı artar, moleküller arasındaki çekim kuvvetleri zayıflar ve sıvı halde su tri-, di- ve monohidrollerin bir karışımıdır. Sıcaklığın daha da artmasıyla trihidrol ve dihidrol molekülleri ayrışır, 100 ° C sıcaklıkta su monohidrollerden (buhar) oluşur.

Ortaklanmamış elektron çiftlerinin varlığı, iki hidrojen bağının oluşma olasılığını belirler. İki hidrojen atomu nedeniyle iki bağ daha ortaya çıkar. Sonuç olarak, her su molekülü dört hidrojen bağı oluşturabilir (Şekil 2.4).

Şekil 2.4 - Su moleküllerindeki hidrojen bağları:

– hidrojen bağı tanımı

Sudaki hidrojen bağlarının varlığı nedeniyle, moleküllerinin dizilişinde onu katı bir cisme yaklaştıran yüksek derecede bir düzen kaydedilir ve yapıda çok sayıda boşluk belirerek onu çok gevşek hale getirir. Buzun yapısı en az yoğun yapılara aittir. İçinde boyutları H 2 O molekülünün boyutlarını biraz aşan boşluklar vardır Buz eridiğinde yapısı bozulur. Ancak sıvı suda bile moleküller arasındaki hidrojen bağları korunur: ortaklar ortaya çıkar - kristal oluşumların embriyoları. Bu anlamda su, adeta kristal ve sıvı haller arasında bir ara konumdadır ve ideal bir sıvıdan çok bir katıya benzer. Bununla birlikte, buzun aksine, her ortak çok kısa bir süre için var olur: bazılarının yok edilmesi ve diğer yığınların oluşumu sürekli olarak gerçekleşir. Bu tür "buz" kümelerinin boşluklarına, su moleküllerinin paketlenmesi daha yoğun hale gelirken, tekli su molekülleri yerleştirilebilir. Bu nedenle buz eridiğinde suyun kapladığı hacim azalır, yoğunluğu artar. + 4 °C'de su en yoğun pakete sahiptir.

Su ısıtıldığında, ısının bir kısmı hidrojen bağlarını kırmak için harcanır. Bu, suyun yüksek ısı kapasitesini açıklar. Su buhara geçtiğinde, su molekülleri arasındaki hidrojen bağları tamamen yok edilir.

Suyun yapısının karmaşıklığı sadece molekülünün özelliklerinden değil, aynı zamanda oksijen ve hidrojen izotoplarının varlığından dolayı suyun farklı moleküler ağırlıklara (18 ila 22) sahip moleküller içermesinden kaynaklanmaktadır. En yaygın olanı, moleküler ağırlığı 18 olan "düzenli" moleküldür. Büyük moleküler ağırlığa sahip moleküllerin içeriği küçüktür. Böylece "ağır su" (molekül ağırlığı 20) tüm su rezervlerinin %0,02'sinden azdır. Atmosferde bulunmaz, bir ton nehir suyunda 150 gr'dan fazla değildir, deniz suyu - 160-170 gr Ancak varlığı "sıradan" suya daha fazla yoğunluk verir, diğer özelliklerini etkiler.

Suyun şaşırtıcı özellikleri, Dünya'daki yaşamın ortaya çıkmasına ve gelişmesine izin verdi. Onlar sayesinde su, coğrafi zarfta meydana gelen tüm süreçlerde vazgeçilmez bir rol oynayabilir.