suyun özellikleri: izotopları ve moleküler yapısı.


Bu makaleyi arkadaşlarınla ​​paylaş:

suyun özellikleri: izotopları ve moleküler yapısı.

Su 1 özellikleri: Genel
Su özellikleri 2: fiziksel ve kimyasal özellikleri

Suyun izotop bileşimleri

Su çekirdeğinde proton ilişkili nötron sayısına göre birbirinden farklı, oksijen ve hidrojenin izotopları çeşitli kombinasyonları bir karışımıdır.

1H,2 H (döteryum)3H (Trityum)

16O, 17O,18O.

izotop oranları:

hidrojen:
2H/1H = 1 / 6900

3H/1H = 1 / 10 18

Trityum kararsız bir eleman zamanı (yarılanma ömrü) 12,5 yıldır.

Oksijen:
18O/16O = 1 / 500

17O/16O = 1 / 2500

aşağıdaki gibi 4 ana moleküler türler ve bunların frekansı:

1H216O = 99,7%

1H218 O = 0,2%

1H217O = 0,04%

1HD16O = 0,03%

D216O = çok düşük

Farklı izotoplar, özellikle bunların yoğunluğu moleküller fiziksel özelliklerindeki farklılıklar, indükleyememekte, ancak kimyasal özellikleri aynı kalır.

Heavy D su2O doğada ama çok var
düşük. adil bir miktar olmak için, izotop ayırma teknikleri master vardır: nükleer silah hazırlamak için son dünya savaşı sırasında temel bir sorun oldu.

sudan kimyasal bileşenlerin izotop bileşimi sıcaklık gibi termodinamik parametrelerin tahmininde kullanılır;
rapor 18 O/16O Geçtiğimiz iklimi hakkında bilgi almak için fosil akiferlerden buz kutup kapaklar ve su.

okyanus su buharlaşma izotop fraksiyon ile: Oksijen hafif izotop ağır izotop tercih buharlaşır. okyanuslar su bulutlar ve yağış daha ağır izotoplar daha zengindir.

yağmur suyu su izotopları
yağış duraylı izotop içeriği (Blavoux ve Letolle, 1995 tabanlı).

mercan oksijen izotopları
(Casanova ve diğ., 1994 göre) Mayotte mercan oksijen izotoplarının içeriğini değiştirin.

molekülün yapısı

Hidrojen ve oksijen atomları neon gibi tam bir tabaka oluşturmak için elektronları havuz. Gerçekten de, bu elektronik tabaka tamamlamak için oksijen atomuna 2 elektronları eksik, bunu sağlayan 2 hidrojen atomudur. oluşan H2O molekülü stabildir.

Oksijen: 8 8 proton + nötron
Hidrojen: 2 (2 * (1 1 nötron proton +))

Toplam: Protonlar 10 10 elektron yükleri dengeleme.

hidrojen çekirdekleri bir "Miki kafa" özelliği (hidrojen kulaklar olmak üzere) oluşturmak üzere bir oksijen tarafında düzenlenir.

Suyun moleküler yapısı

HOH açısı 104,474 ° (tetrahedral geometriye karakteristik) 'dir. oksijen ve hidrojen arasındaki mesafe 1 A ° (A ° 0,95718) buhar yakındır. molekülün etkin çapı 2,82 bir ° düzeyindedir.

Elektrik yükleri dengesiz bu küçük molekülü dağıtılır. Elektronlar daha güçlü olan bir hidrojen oksijen atomuna çekti. Bu oksijen çekirdeğinin yakınında hidrojen çekirdeklerinin ve negatif yükler 2 merkezlerinin yakınında pozitif yükler 2 merkezleri oluşturur. su molekülünün doğrusal olmayan geometrisi ile birlikte yük dağılımında Bu dengesizlik, güçlü bir elektrik dipol momentinin varlığı ile karakterize edilir. su molekülü polar olduğu; Daha sonra diğer polar molekülleri ile bağlanan bir elektrik dipol gibi davranır. Gerçekten de, su molekülleri zıt elektrik yüklü, kendi kısmı için yönlendirerek kristal oluşturan iyonlar arasında yerleştirilebilir. Kristal iyonlarının cazibe büyük ölçüde zayıfladı ve kristal uyum onun çözülmesini kolaylaştıran, azalır. su molekülünün polar özellikleri mikrodalga ile ısıtma tekniği açıklar. Gerçekten de, bir polarize molekül bir elektrik alanı ile ilgili olarak yönlendirilmiştir; o değişiyorsa, molekül yönünde değişiklik izler. Belli bir frekanstan, su birkaç GHz, moleküllerin hareketleri sürtünme yoluyla ısı üretir. Ev fırınlar genel UHF tekabül 2,45 GHz frekansında çalışır.

3 molekülünün çekirdekleri molekülü titreşir ve katlanmış, birbirlerine göreli taşıyın, hareketsiz değildir. sıvı su, moleküller ilişkilendirmek eğilimindedir: bağlaması Mickey hidrojen bağları karşı kulak çene başkanlık ediyor. Nitekim, sadece hidrojen atomları ile kovalent bağ katılıyor 8 oksijen 4 periferik elektronlara. 4 kalan elektronlar çiftler halinde gruplandırılmış 2 serbest elektron çifti denir. negatif elektrik şarjının her çift pozitif komşu bir su molekülü şarj bir hidrojen atomu ile elektrostatik bir bağ oluşturabilir. Hidrojen bağ, çevre sıcaklığında stabil olan kovalent bağ ile karşılaştırıldığında yine de kırılgandır. su molekülü, kovalent bağlar 2 ve 2 serbest elektron çifti yönü tarafından meydana getirilen geometrisi olan merkezi oksijen çekirdekleri tarafından işgal edilmiş tetrahedralin benzerdir.

Ancak su molekülünün büyük yapısı hala eksik bilinmektedir. RX ve nötron kırınımı modelleri 2 temel değerlerini sağlar: bir sinyalin °, hidrojen ve oksijen çekirdekleri arasındaki mesafeyi ve 1 2,84 sıcaklık ve eşleştirme bağlı olarak değişen ° olan bir değere karşılık gelen 4 2 oksijen çekirdekleri arasındaki mesafe. X-ışını kırınım ölçümü aynı zamanda belirli bir molekülün bir mesafe R yer alan sıvı birim hacmi başına moleküllerinin ortalama sayısını bulmak için kullanılır. tetrahedral örgü düşündüren ortalama bitişik 4,4 üzerine bir su molekülü. Hidrojen bağları ile bağlanmış ilave moleküller komşu moleküllerin sayısı devlet sıkı kristal tetrahedral empoze edecek değil tam gibi 4 ve 4 biraz daha yüksektir niçin diğer ilgisiz molekülleri, mevcuttur. Hidrojen bağları ile bağlanmış moleküllerin kristal ağı ilişkisiz molekülleri köşkü olur boşluklar oluşturur. Başka bir varsayım hidrojen bağlarının bozulma dayanmaktadır. İkincisi, aslında lineer, yani değişen derecelerde viraj ve daha uzak moleküller yakın komşuları merkezi moleküle yaklaşmak için izin verebilir, O-HO hizalanmış atomları ile, söylemektir.



Teorik modeller son zamanlarda güçlü bilgisayar kullanarak geliştirilmiştir. Bunlar su moleküllerinin yaklaşık 80% 3 4 ya da hidrojen bağlar içinde dahil olduğunu göstermektedir; Bununla birlikte, bağlı olmayan moleküllerin mevcudiyetini hariç. Bilgisayar modellemesi su soğutur gibi, ağlar moleküller daha altıgen buz olanlar daha benzer benzer olduğunu göstermektedir.

katı hal katı bir kristalin düzenlemesine karşılık gelir. Sıradan basınçta, buz altıgen bir yapıya sahiptir. Düşük sıcaklıklarda (° C -80 altında), bu kübik yapısı alabilir. Elektrik yükleri kristal kafes hareket ve iyonik tip kristal kusurları üretebilir: sulandırılmış proton H3O + ve hidroksil iyonu OH-. buz kristal kafes mümkün moleküller gibi kompakt yığına karşılık gelmez. hidrojen bağları kırmak çünkü birleşme, kusurları çöken ve biraz daha yakından moleküller: yoğunluğu artar 4 bir maksimum C ° Bundan sonra, sıvı su içinde, sıcaklık artış molekülleri farklıdır ve yoğunluğunu azaltır.

Detaylar, referanslar ve kaynakça:

Blavoux Letolle B. ve R. (1995) - Yeraltı sularının bilgisine izotop teknikleri Katılımlar. Géochronique, 54, s. 12-15.

Caro P. (1990) - Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri. Suyun büyük kitap, La Villette, s. 183-194.

Eagland D. (1990) - Su yapısı. Araştırma, 221, s. 548-552.

Maidment DR (1992) - hidrojeoloji El Kitabı. McGraw-Hill Companies.

J. Casanova, Colonna M. ve K. Djerroud (1994) - geoprospection - paleoklimatoloji. Rapp. testere. BRGM, s. 76-79.

Kaynak: http://www.u-picardie.fr/


Facebook comments

YORUM BIRAKIN

E-posta adresiniz gösterilmeyecektir. Doldurulması zorunlu alanlar * ile işaretlenmiştir *