Молекула воды, состоящая, в соответствии с классическими воззре-
ниями, из двух атомов водорода и одного атома кислорода, или, точнее
говоря, из двух одновалентных ионов водорода и одного двувалентного
иона кислорода, не является энергетически нейтральной, как это может
показаться на первый взгляд, исходя из равенства сумм отрицательных
и положительных зарядов.
Это отсутствие энергетической нейтральности можно представить и
объяснить двояким образом.
Чаще всего молекулу воды или, как принято еще говорить для крат-
кости,— гидроль — изображают в виде так называемого диполя, т. е.
тела с двумя полюсами, несущими заряды противоположного знака.
Наличие двух полюсов у тела, казалось бы электрически нейтрального,
объясняется тем, что ионы водорода и кислорода в гидроле расположены
в вершинах равнобедренного треугольника, причем угол у вершины тре-
угольника, занятой ионом кислорода, равен 105° (Паулинг, 1947), а при-
лежащие стороны треугольника т. е. расстояния между ионами Н
+
и
ионами О" ", равны 0,96 А в газообразном состоянии, и повидимому, 0,99 А
во льду. Схематическое строение молекулы воды изображено на рис. 8,а.
Диаметр молекулы воды в целом равен 2,76 А. Сопоставляя эту вели-
чину с объемом граммолекулы воды, равным 18 см
3
, мы без труда можем
установить, что молекулы воды даже в жидком ее состоянии расположены
очень рыхло. В самом деле, объем молекулы воды F, если мы примем для
нее шарообразную форму с диаметром, равным 2,76 А, равен:
V =
4-
= 4,19 (1,38 • 10~
8
)
3
= И • 10"
24
см
3
.
о
Если мы представим себе, что молекулы находятся в кубической упа-
ковке, то суммарный объем их, включая и промежутки между шарами,
в одной граммолекуле будет равен:
6,06-10
23
(2,76-10-
8
)
3
= 12,74 см
3
,
где 6,06-10
23
есть число Авогадро.
Если же представить себе шары находящимися в гексагональной
упаковке, то их суммарный объем, опять-таки включая промежутки, ока-
жется равным:
6 , 06 . 10
2 3
. 11 . 10 "
2 4
( l +
=
см
3
,
где
есть отношение объема промежутков к объему самих шаров
(см. главу I).
Таким образом, в то время как истинный объем одной граммолекулы
равен 18 см
3
, вычисление дает нам от 9,0 до 12,74 см
3
, т. е. величину, зна-
чительно меньшую, из чего и явствует, что молекулы в жидкой воде распо-
ложены очень рыхло. Фактически на каждую молекулу воды приходится
объем, равный
= 2 9 , 7 . 1 0 - " « А
Если этот объем ми представим себе в форме куба, то его ребро, а сле-
довательно, и диаметр вписанного в него шара окажется равным
1
/29,7-Ю"
24
= 3,1 • 10"
8
см,
в то время как диаметр молекулы воды на самом деле рав ен 2,76 -10~
8
см.
Это является еще одной иллюстрацией рыхлости расположения молекул
в жидкой воде. В чем же заключается причина этой рыхлости?
32
Электронная книга СКБ ГНУ Россельхозакадемии
