Самое необыкновенное вещество в мире - страница 13
Если же определить температуру кипения гидри- да кислорода по положению его в периодической таблице, то окажется, что вода должна кипеть при —80°С. Следовательно, вода кипит приблизи- тельно на сто восемьдесят градусов выше, чем должна кипеть. Температура кипения воды — это наиболее обычное ее свойство — оказывается необычайным.
Попробуйте теперь представить себе, что наша вода потеряла вдруг способность образовывать сложные, ассоциированные молекулы. Тогда она, вероятно, должна была бы кипеть при той же темпе- ратуре, какая ей положена в соответствии с периоди- ческим законом Менделеева.
Что бы тогда стало на нашей Земле? Океаны внезапно закипели бы. На Земле не осталось бы ни одной капли, и на небе никогда не смогло бы появиться ни одного облачка... Ведь в атмосфере земного шара температура нигде не падает ниже —80—90°С.
43
Свойства любого химического соединения зависят от природы образующих его элементов и, следовательно, от их положения в таблице
Менделеева. На этих графиках приведены зависимости температур кипения и плавления водородных соединений IV и VI групп периодической системы.
Вода является
поразительным
исключением.
Благодаря очень малому радиусу протона силы взаимодействия между ее молекулами столь велики, что разделить их очень трудно, поэтому вода кипит и плавится при аномально высоких температурах. Кроме воды
в значительно меньшей степени аномальными
При какой температуре вода замерзает? Не прав- да ли, вопрос не менее странен, чем предыдущие? Ну кто же не знает, что вода замерзает при нулеградусов? Это вторая опорная точка термометра. Это самое обычное свойство воды. Но ведь и в этом случае можно спросить: при какой температуре вода должна замерзать в соответствии со своей химической при-
44
свойствами обладают аммиак и фтористый водород.
График А. Нормальная зависимость
температуры кипения гидридов элементов IV группы от их положения в таблице Менделеева.
График Б. Среди гидридов элементов VI группы вода обладает аномальными свойствами: она должна была бы кипеть при
минус 80—90°С, а кипит при плюс 100°С. График В. Нормальная зависимость
температуры плавления гидридов элементов IV группы от их положения в таблице Менделеева.
График Г. Среди гидридов элементов VI группы вода нарушает порядок: она должна была бы плавиться при минус 100°С, а ледяные сосульки тают при 0°С.
родой? Оказывается, гидрид кислорода на основании его положения в таблице Менделеева должен был бы затвердевать при ста градусах ниже нуля.
Воду, пожалуй, можно назвать непослушным веществом. Она не подчиняется многим физико-хими- ческим закономерностям, справедливым для других соединений, потому что взаимодействие ее молекул
45
необычайно велико и требуется особенно интенсивное тепловое движение молекул, чтобы преодолеть до- полнительное притяжение. Это и приводит к такому неожиданному и резкому повышению температур кипения воды и ее плавления.
Попробуйте и на этот раз пофантазировать: вдруг исчезает ассоциация молекул воды... немедлен- но на всей нашей планете исчезают снега и льды. Нельзя кататься на коньках, бегать на лыжах; впро- чем, и некому тогда было бы кататься и бегать.
46
Полагается ли воде быть на Земле жидкой или твердой? Нет, не полагается. Из того, что температу- ра плавления и кипения гидрида кислорода — его аномальные свойства, следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твердое состояния его также анома- лии. Нормальным должно было бы быть только газо- образное состояние воды.
Невозможным жителям невозможного мира, в котором все свойства воды были бы «нормальны», пришлось бы строить специальные машины, чтобы сжижать такую воду, подобно тому как это делаем мы, получая жидкий кислород.
Самые обычные свойства воды оказываются не- обычайными и удивительными, если как следует с ними познакомиться и хорошо в них разобраться.
Бывает ли жидкая вода твердой? Это вполне ра- зумный вопрос. К сожалению, очень немногие знают, как на него правильно ответить. Ответ с первого взгляда несколько неожиданный, но с ним легче бу- дет примириться, если сначала обсудить более про- стой и понятный обратный вопрос, на который, наверное, могут ответить все: когда твердая вода бывает жидкой?
