1.Вода – это простейшее устойчивое химическое вещество-соединение водорода с кислородом. Это оксид водорода Н2О. В чистом виде вода – вещество бесцветное, без вкуса и запаха.

Полярное строение воды и возникающее в воде электрическое поле обуславливает большую диэлектрическую проницательность (показывает во сколько раз силы взаимодействия электрозарядов уменьшаются в воде по сравнению с вакуумом), которая предопределяет большую её ионизирующую способность, Поэтому вода – сильный растворитель.

В зависимости от агрегатного состояния организация молекул может быть различной

1) В кристаллах льда молекулы воды составляют гексагональную систему с прочными водородными связями. Эта структура рыхлая, ажурная, чем и объясняется резкое снижение плотности льда, в результате чего он плавает на воде. Во льду преобладают молекулярные агрегаты тригидроли – (Н2О)3.

2) В жидкой воде обычна тетраэдрическая структура, при которой 4 молекулы по вершинам тетраэдра окружают пятую. Здесь преобладают дигидроли – (Н2О)2.

3) Водяной пар состоит из мономерных одиночных молекул воды (гидролей), не имеющих водородных связей.

4) В состоянии плазмы происходит разрушение мономерных молекул с появлением отрицательно и положительно заряженных частиц.

Вода же имеет наибольшую плотность не при температуре плавления, а при +40 С. В ней одновременно присутствуют разные типы агрегатов молекул.

По изотопному составу Н2О – это вода, образованная двумя атомами водорода с атомным весом 1 и атомом кислорода с атомным весом 16. Однако наличие тяжелых изотопов водорода (2Н, 3Н), природных и искусственных изотопов кислорода (14О-19О) допускает комбинации из нескольких десятков изотопных типов воды.

Д2О – это тяжёлая вода, образованная двумя атомами изотопа водорода дейтерия с атомным весом 2 (протон-нейтрон-электрон).

Т2О – сверхтяжёлая вода, образованная двумя атомами изотопа водорода трития с атомным весом 3 (протон, 2 нейтрона, электрон).

Д и Т – сами по себе уникальные изотопы, так как их атомные веса не на доли процента, а в 2 и 3 раза отличаются от атомного веса стабильного протия. Поэтому дейтериевая (тяжёлая) и тритиевая (сверхтяжёлая) вода, выделенная в чистом виде, также отличается рядом особых свойств

2.Химические свойства воды: слабый электролит, ph – логарифм концентрации водородных ионов (моль/л) с обратным знаком. Вода – слабый раствор.

Минерализация – суммарное содержание в воде растворенных веществ [мл/л; г/л].

Соленость – содержание растворенных веществ в воде, выраженное в %о. Пресные воды <1; солоноватые 1-25; соленые 25-50; рассолы >50; рапа=60.

Содержание ионов и солей: Са+,Mg+,Na+,CO3-, SO42-, Cl-

Пресные воды имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав, солоноватые – сульфатно-натриевый и сульфатно-магниевый, соленые – хлоридно-натриевый.

Газы: О2,N2, CO2, H2S,SO2. Источники газов: А, растения, реакции кипения, реакции жизнедеятельности, дегазация з.к.

Микроэлементы: бром, фтор, литий, барий, железо, никель, цинк, медь, свинец, кобальт, калий (40К), рубидий, радий, цезий, азот, фосфор, кремний, углеводы, белки.

Загрязнители: нефтепродукты, ядохимикаты, удобрения, моющие средства, тяжелые металлы и радиоактивные вещества при С>ПДК.

3.4.Физические свойства:

Зависят от агрегатного состояния. И от температуры и плотности

фазовый переход: 1) лед-вода tплав.=0оС, при замерзании воды её удельный объем увеличивается на 10%, чем ниже температура – тем больше объем. При повышении давления темп.замерзания падает (маар.вп.=-12оС). Если увеличить давление до 2 тыс атмосфер, то -22оС. Далее увеличивать – темп.= +76оС – горячий лед. 2) лед-пар – возгонка. 3) вода-пар. 1й этап – испарение, 2й – кипение. tкип= 100оС, в горах 98-99оС. Также влияет соленость.

Аномальные свойства воды и их географические следствия: аномальные плотности. После 4оС вода с охлаждением расширяется. Может уменьшить плотность оставаясь жидкой до -70оС (только чистая и неподвижная). Следствия:1) Лед на поверхности воды предотвращает остальную толщу от замерзания. 2) Аномалии обеспечивают физическое выветривание. 3) плотностные течения в м.о.; теплоемкость. Вода имеет среднюю теплоемкость 1кал/1г*1оС Следствия: 1) Водоемы оказывают смягчающее влияние на климат. 2) 1 см3 воды нагревает на 1оС 3134 см3 воздуха. 3) Изменение теплоемкости воды между 30оС и 40оС ведет к перестройке структуры воды.; теплопроводность. Она равна 0,6Вт/1м*1оС=0,6. Следствие: лед прозрачен для ультрафиолетового излучения, не пропускает длинноволновую радиацию и земное излучение.; поверхностное натяжение. 72 дины(?)/м. Следствие: движение воды по капиллярам, испарение и транспирация влаги, процессы волнообразования в м.о.; электропроводность. Только у соленой воды! Увеличивается с увеличением давления.; магнитные; оптические; акустические.

Агрегатное состояние воды и фазовые переходы

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях или фазах – твёрдом (лёд), жидком (вода), газообразном (водяной пар).

Изменение агрегатного состояния вещества называется фазовыми переходами, которые сопровождаются выделением или поглощением энергии, называемой «скрытой теплотой».

а) при плавлении льда или замерзании, кристаллизация воды, при нормальном атм.д, называется точкой плавления льда или точкой замерзания воды и она соответствует по шкале Цельсия –00 или 237К. Нормальное давление равно 1 атм = 760 мм рт. ст. = 1,013?105 Па = 1,013 бар.

При замерзании воды удельный объём увеличивается на 10 %. Точка замерзания при увеличении давления снижается.

При увеличении давления, например, при давлении 20670 атм вода замерзает при +760С, образуя «горячий лёд».

г) вода одновременно находится в трёх состояниях.

д) точка кипения воды -при температуре 1000С при нормальном атмосферном давлении.

Температура кипения находится в прямой зависимости от давления, уменьшаясь с его снижением и, повышаясь с увеличением

В горах, где давление меньше, вода кипит при температурах ниже 1000С.

е) «критическая точка». Соответствует состоянию, когда при росте давления до 2200 атм температура кипения равна 374,20С, и вода одновременно имеет свойства жидкости и газа.

ж) температуры кипения и замерзания зависят не только от давления, но и от солёности. Увеличение солёности на каждые 10 промилей (10о/оо) снижает температуру замерзания на 0,54оС. Географическое следствие этого: на глубине 4000-5000 м вода в океанах не замерзает при Т= - 30С.

Основное географическое следствие: аномально высокое значение температуры замерзания и кипения воды предопределили существование на Земле (с её температурным режимом) воды во всех трёх фазах. Это определяет многообразие форм участия воды в различных гидрологических и экзогенно-геологических природных процессах на Земле.