реферат 2. Водородные связи

• Название: Водородные связи
• Дата: 27.11.2022
• Размер: 101.59 Kb.
• Имя файла: реферат 2.docx
• Тип: Документы; #814467

Введение

Среди всех существующих на Земле веществ вода, благодаря своеобразию своим физическим и химическим свойствам, занимает самое высокое положение в природе и играет важнейшую роль в жизни человека. На всей поверхности Земли вода занимает 70% и от массы человека составляет 70% : эмбрион состоит из воды на 95%, в теле новорожденного её – 75%, у взрослого человека – 60%, лишь в старости количество понижается.

Вода это как химическая субстанция, уникальна своим строением и по своими свойствами. Вода — это прозрачная жидкость без вкуса, цвета и без запаха. Молекулярная масса её составляет– 18,0160. Дистиллированной воды максимальная плотность – 1 г/см3, при давлении 1С и а темтемпература 3,9820. Вода является уникальным растворителем, и может растворять другие вещества и больше солей, чем любая другая жидкость, она может окислять почти все горные породы и разрушать металлы.

Это можно объяснить тем, что диэлектрическая проницаемость воды — 81,0 при 200 С, а у большинства других тел она находится в пределах 2-3, за исключением ряда кислот цианистого водорода и (муравьиная – 58, ацетон – 21) , у него этот показатель равен 107.

Водородные связи

В форме сферических капель вода имеет поверхность наименьшую при этом заданном объёме., Необходимое условие для капиллярных процессов является поверхностное натяжение которое равно 72,75 дин/см.

У большинства веществ (кроме водорода и аммиака) удельная теплоёмкость воды выше, и составляет при при 150 С равна 1,000 кал/г-град, а 1000 С 0,487 кал/г-град. Вода обладает уникальной способностью поглощения большого количества теплоты и при этом нагреваться сравнительно мало, при этом дополнительное поглощение теплоты происходит при неизменяемости температуры в процессах замерзания и кипения. При увеличении давления температура замерзания воды понижается примерно на 10 С на каждые 130 атм. При кипении температура давления 1 атм — 1000 С, а при отрицательной температуре её составные части кипят : кислород при – 1800 С, водород при -2530 С.¹

Вода способна полимеризоваться – это соединение большого количества молекул обычной воды в цепочки и кластеры. Такая вода имеет целый ряд совершенно новых физических свойств, в частности она может кипеть при температуре в 5-6 раз более высокой, чем обыкновенная.

Объясняют необычные свойства талой воды можно, за счет ориентационных способностей ее молекул образовывать межмолекулярные ассоциаты, дисперсионные и индукционные взаимодействии (сил Ван-дер-Ваальса) и за счет водородные связи между атомами кислорода и водорода соседних молекул. Эти воздействия молекулы воды могут образовываться как случайные ассоциаты, имеющие определенную структуру.



Рисунок 1 - Структура воды и льда
Водородные связи в жидкой воде(слева) нескольких соседних молекул образуют быстротечные, непостоянные структуры. С другими четырьмя соседними молекулами. каждая молекула воды во льду (справа) жёстко связана.²

Результат исследования структуры чистой воды, проведенные д.б.н. С.В.Зениным (Федеральный научный клинико-экспериментальный центр ТМДЛ Минздрава России), было обнаружено что присутствуют стабильные долгоживущие кластеры воды.

Расчеты ученых показали, что вода это целая иерархия объемных структур, в их основе которых лежит кристаллоподобные образования, состоящие из 57 молекул и взаимодействующие друг с другом за счет свободных водородных связей. Это приводит к появлению структур второго порядка в виде шестигранников, состоящих из 912 молекул воды. Свойства кластеров зависят от того, в каком соотношении выступают на поверхность кислород и водород. Причём конфигурация элементов воды реагирует на любое внешнее воздействие и примеси, что объясняет чрезвычайно лабильный характер их взаимодействия. Дистиллированная вода имеет так же очень интересную структуру.

Действие между гранями элементов кластеров, дальние кулоновские силы притяжения, что позволяет рассмотреть структурное состояние в виде особой информационной матрицы воды. Ученый С.В. Зенин в своей работе (2-6) довел, что образование таких молекул воды могут взаимодействовать друг с другом по принципу зарядовой комплементарности, известной науке по исследованиям ДНК, за счет которой существует структурных построение элементов воды в (клатраты) ячейки,это можно наблюдать под контрастно-фазовым микроскопом. Можно предположить что главным для матрицы синтеза первой ДНК служила вода,и является информационной основой для жизни и всех биохимических процессов.

Согласно из работ статистическим расчетам, д.х.н. А.В.Каргополова, д.б.н. В.И.Слесарева, д.м.н. А.В.Шаброва, И.Н.Серова доведено, что в обычной воде совокупность всех отдельных молекул воды и случайных ассоциатов составляет 60% (деструктурированная вода), а 40% — это кластеры (структурированная вода). Исследования привели к выводу, что для характеристик деструктурированной части воды из-за ее большой неупорядоченности в перемещении и взаимодействиях ее молекул и ассоциатов имеет высокое значение энтропия (S), а для структурированной части – информация (I), в последствие наличие определенной в структуре организованности кластеров, а также в их обмене и перемещении молекулами воды. В формированиях структур водных кластеров определенную роль играет такой информационный фактор как взаимодействие, с участием данного образца воды. При наличии в воде двух частей – структурированной и деструктурированной – является естественно, так как в открытой динамической системе благодаря самоорганизации действует закон превращения и сохранения :

S+I=const.

Межмолекулярные водородные связи обусловливают ассоциацию молекул, что приводит к повышению температур кипения и плавления вещества. Например, этиловый спирт C₂H₅OH, способный к ассоциации, кипит при +78,3°С, а диметиловый эфир СН₃ОСН₃, не образующий водородных связей, лишь при 24°С (молекулярная формула обоих веществ С₂Н₆О).

Образование Н-связей с молекулами растворителя способствует улучшению растворимости. Так, метиловый и этиловый спирты (CH₃OH, С₂Н₅ОН), образуя Н-связи с молекулами воды, неограниченно в ней растворяются.

Внутримолекулярная водородная связь образуется при благоприятном пространственном расположении в молекуле соответствующих групп атомов и специфически влияет на свойства. Например, Н-связь внутри молекул салициловой кислоты повышает ее кислотность.



Рисунок 2 - Водородные связи и их влияние на свойства веществ

Молекулы воды способны образовывать кластеры, в их структуре закодирована информация о взаимодействиях характеризует ее структурно-информационные свойства, т.е. «память» воды. Вода является динамичной, открытой самоорганизующейся системой, в которой смещается стационарное равновесие при внешнем любом воздействии. Переходное состояние возникает в результате этого взаимодействия, которое, вследствие процессов самоорганизации, может привести воду в новое стационарное состояние или в исходное. Оно характерно изменениям разных характеристик, но, прежде всего к структурно-информационному свойству. Это изменение происходит в результате взаимодействия воды с внешними или внутренними воздействиями, проявляющееся в переструктурировании в ней водных кластеров, изменении межмолекулярных взаимодействий, а также спектральных и физико-химических характеристик. Большое количество взаимодействий, все же приведет не к полному переструктурированиям воды, а лишь частично за счет различий водных кластеров в продолжительности жизни, что обеспечивает системам и воде на ее основе как короткую, так и долговременную «генетическую» память.



Рисунок 3 - Кластерная модель структурированной воды. Отчётливо видны отдельные ассоциированные кластеры молекул воды³
Уже появилось очень много разработанных технологий получение структурированной воды: обратный осмос, замораживание с последующим таянием, процесс католит («живая» вода) и электролитическое разделения воды на анолит («мертвая» вода),омагничивание, после чего образуется вода с новыми свойствами, которые появляются не за счет химического воздействия, а за счет изменений волновых характеристик и характеристик поля.

Исследования, показавшие различие в молекулярной структуре воды при ее взаимодействии с окружающей средой, проведены Масару Эмото (Япония), который доказал, что неоднородная кристаллическая структура воды может легко изменятся под влиянием всех возможных внешних воздействий, и зависеть от внесенной информации и не зависит от того, какая среда загрязненная или чистая. В своем эксперименте он имел возможность использовать анализатор магнитного резонанса для некоторых функций, сюда включается качественный анализ воды. Под сильным микроскопом, имеющий встроенную фотокамеру, изучаются замороженные водяные капли. Этот эксперимент дал возможность увидеть, как информационное воздействие может повлиять на молекулярную структуру воды.



Рисунок 4 - Ассоциаты из молекул воды
Все вышеперечисленные данные свидетельствуют о том, что важной характеристикой воды являются структурные параметры, определяющие ее отрицательное или положительное влияние на человека.

На различные водные системы и структурно-информационные свойства чистой воды влияют: давление, фазовые переходы воды (замерзание, нагревание, таяние воды), температура, нерастворимые в воде материалы которые длительно контактируют с поверхностью, примеси, направленные механические воздействия, контакт воды и ее пары с веществами в газо- и парообразном состоянии, вибрационные и акустические поля, электрические, электромагнитные и торсионные поля, магнитные, топологические структураторы полей (пирамиды, призма, фрактальные матрицы, дифракционые решетки), воздействия астрогелиогеофизические факторы, а также биополей различных живых объектов.

Заключение

Имея сейчас на руках такие обнадёживающие данные о структуре воды, следующим логическим шагом могло быть изучение пространственной структуры её дейтерированного аналога — тяжёлой воды, в которой существенную роль из за различия в атомной массе протия и дейтерия играют гидрофобные взаимодействия и изотопные эффекты тяжёлой воды и как следствие различное воздействие тяжёлой воды на клетки.

Вода это как химическая субстанция, уникальна своим строением и по своими свойствами. Вода — это прозрачная жидкость без вкуса, цвета и без запаха. Молекулярная масса её составляет– 18,0160. Дистиллированной воды максимальная плотность – 1 г/см3, при давлении 1С и а температура 3,9820. Вода является уникальным растворителем, и может растворять другие вещества и больше солей, чем любая другая жидкость, она может окислять почти все горные породы и разрушать металлы.

На различные водные системы и структурно-информационные свойства чистой воды влияют: давление, фазовые переходы воды (замерзание, нагревание, таяние воды), температура, нерастворимые в воде материалы которые длительно контактируют с поверхностью, примеси, направленные механические воздействия, контакт воды и ее пары с веществами в газо- и парообразном состоянии, вибрационные и акустические поля, электрические, электромагнитные и торсионные поля, магнитные, топологические структураторы полей (пирамиды, призма, фрактальные матрицы, дифракционые решетки), воздействия астрогелиогеофизические факторы, а также биополей различных живых объектов.

Список литературы

1. Витковская Н. М. Метод молекулярных орбиталей: Основные идеи и важные следствия // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 6. С. 58-64.

2. Степанов Н. Ф. Химическая связь в простых двухатомных молекулах // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 10. С. 37-43.

3. Вилков Л. В. Физические методы исследования в химии // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 5. С. 35-40.

1^ Степанов Н. Ф. Химическая связь в простых двухатомных молекулах // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 10. С. 37-43.

2^ Витковская Н. М. Метод молекулярных орбиталей: Основные идеи и важные следствия // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 6. С. 58-64.

3^ Вилков Л. В. Физические методы исследования в химии // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 5. С. 35-40.