Вопрос 43 вода

Вода́ (оксид водорода) — хим.ве-во в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объёме), запаха и вкуса (при НУ); Н2O. В твёрдом состоянии назыв. льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. Явл. хорошим сильнополярным р-рителем. В природных условиях всегда содержит растворённые в-ва (соли, газы). Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в хим. строении живых организмов, в формировании климата и погоды.

М-ла воды состоит из 1 атома кислорода, связанного ковалентной связью с 2 атомами водорода. М-ла воды представл. собой маленький диполь с положит. и отрицат. зарядом на полюсах. Т.к. масса и заряд ядра кислорода больше чем у ядер водорода, то электронное облако стягивается в сторону кислородного ядра образуя отрицат. заряд, а со стороны водорода положит., что определяет полярность м-лы воды. М-ла воды имеет структуру как бы равнобедренного треугольника: в вершине этого треугольника расположен атом кислорода, а в основании его — 2 атома водорода. Строение м-лы воды Н2О можно проанализировать с пом. метода молекулярных орбиталей (МО).

В формировании суммарной молекулярной орбитали воды принимают участие отдельные атомные орбитали водорода и кислорода, обладающие одинаковой симметрией и близкими энергиями. Однако вклад атомных орбиталей атомов водорода и кислорода в образование общей молекулярной орбитали м-лы воды разный, что отражается в разных величинах коэф-в в соответствующих линейных комбинациях атомных орбиталей.

Водородная связь.(Н-связь)

Возникает между ионом водорода одной м-лы и электроотрицательным эл-том др. м-лы, ковалентно несвязанным с ионом Н.

В.С. прочнее вандерваальсового взаимодействия, но слабее ковалентной связи. Н-связь обладает направленностью. При образовании Н-связи возникает слабое донорно-акцепторное взаимодействие. Ион Н-акцептор, F-донор. У атома Н только 1 е, при образовании полярной ковалентной связи в м-лах(напр: HF,H2O) связующее элекр. облако оттянуто к F и O. У иона Н других электронов нет. Ион Н пред. собой положит.заряженное ядро, не имеющ.электронов. Поэтому Н легко проникает в эл. оболочку иона F, ковалентно с ним не связанного.

Н-связь играет важную роль ассоциации м-л в процессах кристаллизациии, растворении, образовании кристаллогидратов и др. Она может приводит к образованию новых хим.соед.

NH3+ H2O=H3N^-3…H2O=NH4OH

Перокси́д водоро́да (перекись водорода), H₂O₂ — простейший представитель пероксидов. Бесцветная жидкость с «металлич.» вкусом, неограниченно растворимая в воде, спирте и эфире. Концентрированные водные р-ры взрывоопасны. Пероксид водорода является хорошим р-рителем. Из воды выделяется в виде неустойчивого кристаллогидрата H2O2•2H2O. Вследствие несимметричности молекула H2O2 сильно. Относительно высокая вязкость жидкого пероксида водорода обусловлена развитой системой водородных связей. Поскольку атомы кислорода имеют неподелённые электронные пары, м-ла H2O2 также способна образовывать донорно-акцепторные связи.

Пероксид водорода обладает окислит., а также восстановит. св-вами. Он окисляет нитриты в нитраты, выделяет иод из иодидов металлов, расщепляет ненасыщен. соединения по месту двойных связей. Пероксид водорода восстанавливает соли золота и серебра, а также кислород при реакции с водным р-ром перманганата калия в кислой среде.

При восстановлении Н₂O₂ образуется Н2O или ОН^-, напр.: Н₂О₂ + 2KI + H₂SO₄ = I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O. При действии сильн. окислителей H₂O₂ проявл. восстановит. св-ва, выделяя свободный кислород:O₂²⁻ — 2e → O₂

Реакцию KMnO₄ с Н₂O₂ используют в хим. анализе для определения содержания Н₂O₂:

5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5O₂ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

Окисление органич. соединений пероксидом водорода (напр., сульфидов и тиолов) целесообразно проводить в среде уксусной кислоты.