Вода́ (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н₂O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. Вода - вещество, основной структурной единицей которого является молекула H₂O, состоящая из одного атома кислорода и двух атомов водорода.        Молекула воды имеет структуру как бы равнобедренного треугольника: в вершине этого треугольника расположен атом кислорода, а в основании его — два атома водорода. Угол при вершине составляет 104°27, а длина стороны — 0,096 нм. Эти параметры относятся к гипотетическому равновесному состоянию молекулы воды без ее колебаний и вращений. Если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов получится объемная геометрическая фигура - правильный тетраэдр. Таково строение самой молекулы воды.

      Благодаря наличию водородных связей каждая молекула воды образует водородную связь с 4-мя соседними молекулами, образуя ажурный сетчатый каркас в молекуле льда. Именно такое упорядоченное состояние молекул воды можно назвать «структурой». Каждая молекула может одновременно образовывать четыре водородные связи с другими молекулами под строго определенными углами, равными 109°28', направленных к вершинам тетраэдра, которые не позволяют при замерзании создавать плотную структуру.

      Когда лёд плавится, его тетрагональная структура разрушается и образуется смесь полимеров, состоящая из три-, тетра-, пента-, и гексамеров воды и свободных молекул воды.        В жидком состоянии вода – неупорядоченная жидкость. Эти водородные связи - спонтанные, короткоживущие, быстро рвутся и образуются вновь.Группируясь, тетраэдры молекул воды образуют разнообразные пространственные и плоскостные структуры.        И из всего многообразия структур в природе базовой является гексагональная (шестигранная) структура, когда шесть молекул воды (тетраэдров) объединяются в кольцо.         Такой тип структуры характерен для льда, снега и талой воды, которую из-за наличия такой структуры, называют "Структурированной водой". Лед, вода и водяной пар - три агрегатных состояния одного и того же вещества - воды. Значит, молекулы льда, воды и водяного пара не отличаются друг от друга. А раз так, тоэти три состояния различаются не молекулами, а тем, как эти молекулы расположены и как движутся.Как же расположены и как движутся молекулы газа, жидкости и твердого тела?Газ можно сжать так, что его объем уменьшится в несколько раз. Значит, в газах расстояние между молекулами много больше размеров самих молекул.В среднем расстояния между молекулами газов в десятки раз больше размеров самих молекул. На таких расстояниях молекулы очень слабо притягиваются друг к другу. По этой причине газы не имеют собственной формы и постоянного объема. Нельзя заполнить газом, например, половину бутылки или стакана, так как, двигаясь во всех направлениях и почти не притягиваясь друг к другу, молекулы газа быстро заполнят весь сосуд.

Свойства воды

Вода в природе существует в твердом, жидком и парообразном состоянии. Это единственное вещество, которое мы можем наблюдать в трех агрегатных состояниях.

При переходе из жидкого состояния в твердое другие вещества сжимаются, так как уменьшается расстояние между молекулами; вода же ведет себя совсем наоборот.

Она при замерзании теряет плотность и поднимается на поверхность вместо того, чтобы идти на дно. Образовавшийся слой льда препятствует проникновению холодного воздуха. В результате вода подо льдом получает возможность сохранять тепло и не превращаться в лед. Поэтому даже если температура воздуха достигла отметки - 50 градусов по Цельсию, подо льдом все равно всегда около нуля. И жизнь продолжается!

Значение поверхностного натяжения воды больше, чем у любой другой жидкости. Именно это свойство влияет на процесс образования дождевых капель, а, стало быть, и на круговорот воды в природе. В противном случае пары воды, поднявшись в небо и обратившись в облака, не смогли бы так легко и просто превратиться в капли, чтобы затем пролиться дождем на землю.

Наибольшая температура кипения среди всех веществ, встречающихся в природе в жидком виде, - опять у воды: около ста градусов по Цельсию. Это обстоятельство способствует замедлению процессов испарения и помогает избежать больших потерь воды.

Молекула воды не может возникнуть так, чтобы к атому кислорода прицепилось с двух противоположных сторон по атому водорода. Напротив, атом кислорода присоединяется к двум атомам водорода, в результате чего последние составляют положительно заряженный полюс молекулы, а атом кислорода, находясь на противоположной стороне, составляет отрицательно заряженный полюс. Образуются двухполюсные молекулы воды, которые начинают группироваться друг с другом, притягиваясь разными полюсами.

Еще одно удивительное свойство воды заключается в следующем. В одной группе с кислородом в периодической системе химических элементов находятся сера (S), селен (Se) и теллурий (Te). Тем не менее, соединения этих элементов с водородом даже близко не напоминают воду. Например, сероводород - H₂S - это газ с неприятным запахом тухлых яиц. Да и другие соединения в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Их молекулы тяжелее молекулы воды: у H₂S молекулярный вес - 34, у H₂Sе - 81, у H₂Те - 130. Вода же обладает молекулярным весом 18, а при этом не газ, а жидкость.

По сравнению с другими жидкостями вода обладает наивысшим показателем электрического сопротивления. В водной среде сила притяжения наэлектризованных частиц друг к другу достаточно слаба, поэтому ионизированные частицы солей прекрасно растворяются в воде, хотя большинство этих солей имеет слабую растворимость в органических жидкостях.

Образовавшиеся в атмосфере дождевые капли, начав свое движение, приходят в соприкосновение с кислородом, азотом и углекислым газом, которые растворяются в них. Мельчайшие твердые частички, находящиеся в атмосфере, также оказываются в плену у дождевых капель.

В воде повышается кислотность, когда она смешивается с углекислым газом. И вода становится более сильным растворителем. Однако из-за увеличения пропорции двуокиси серы происходит еще больший рост кислотности воды. А в такой среде растворяются и те вредные вещества, которые раньше не могли смешаться с дождевыми каплями. А значит, возникает опасность отравления и растений, и животных, и человека.