3 - 1
§3. Водневий зв'язок (23-30)
Чому лід не тоне у воді?
Більшість речовин під час охолодження та замерзання стискаються — їхні молекули розташовуються щільніше, а густина зростає. З водою все відбувається навпаки: замерзаючи, вона розширюється, а утворений лід стає менш щільним, ніж рідка вода, тому й плаває на поверхні. Ця життєво важлива аномалія існує виключно завдяки водневим зв'язкам. Коли температура падає нижче $4^\circ C$, водневі зв'язки фіксують молекули води у вигляді просторової «пухкої» кристалічної ґратки з великою кількістю порожнин. Якби лід тонув, річки та озера промерзали б взимку до самого дна, знищуючи все живе, а життя на Землі у його нинішньому вигляді просто не виникло б.
Домашній міні-експеримент: «Плавальна скріпка»
Мета: Дослідити поверхневий натяг води, який утворюється завдяки міцній сітці водневих зв'язків між молекулами.
Обладнання: Широка посудина (миска або тарілка) з водою, дві металеві канцелярські скріпки, монетки.
Хід роботи:
Налийте в миску воду майже до країв і дайте їй заспокоїтися (щоб не було хвиль).
Візьміть скріпку і (яку можна зігнути у вигляді зручного тримача) і з її допомогою вкрай обережно покладіть монетку горизонтально поверх поверхні води.
Що відбувається: Молекули води на поверхні рідини не мають сусідів зверху, тому вони сильніше притягуються до сусідніх молекул за допомогою розгалуженої мережі водневих зв'язків. Вони створюють на поверхні невидиму, але міцну «плівку» (поверхневий натяг), яка легко витримує вагу металевого предмета, якщо той не руйнує цю структуру.