Apa este un lichid misterios. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea proprietăților sale sunt anormale, adică. diferit de alte lichide. Motivul constă în structura sa specială, care se datorează legăturilor de hidrogen dintre molecule care se modifică odată cu temperatura și presiunea. Gheața are și aceste proprietăți unice. Merită spus că densitatea poate fi determinată folosind formula ρ=m/V. În consecință, acest criteriu poate fi stabilit prin studiul masei substanței mediului pe unitatea de volum.
Să ne uităm la unele proprietăți ale gheții și apei. De exemplu, anomalia de densitate. După topire, densitatea gheții crește, trecând printr-un semn critic de 4 grade și abia după aceea începe să scadă odată cu creșterea temperaturii. Cu toate acestea, în lichidele obișnuite, scade întotdeauna în procesul de răcire. Acest fapt își găsește o explicație complet științifică. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât moleculele sunt mai rapide. Acest lucru duce la separarea lor și, în consecință, substanța devine mai liberă. Ghicitoarea apei constă și în faptul că, în ciuda creșteriiviteza moleculelor cu creșterea temperaturii,
densitatea sa scade numai la temperaturi ridicate.
A doua ghicitoare constă în întrebările: „De ce poate pluti gheața pe suprafața apei?”, „De ce nu îngheață până la fund în râuri?” Cert este că densitatea gheții este mai mică decât cea a apei. Și în procesul de topire a oricărui alt lichid, densitatea acestuia se dovedește a fi mai mică decât cea a unui cristal. Acest lucru se datorează faptului că în acestea din urmă moleculele au o anumită periodicitate și sunt aranjate regulat. Acest lucru este tipic pentru cristalele oricăror substanțe. Cu toate acestea, pe lângă aceasta, moleculele lor sunt „împachetate” destul de dens. În procesul de topire a cristalelor, regularitatea dispare, ceea ce este posibil numai cu o legătură mai puțin densă a moleculelor. În consecință, densitatea substanței scade în procesul de topire. Dar acest criteriu se schimbă destul de mult, de exemplu, la topirea metalelor, scade în medie cu doar 3 procente.
Totuși, densitatea gheții este cu zece la sută mai mică decât densitatea apei. Prin urmare, putem spune că acest s alt este anormal nu numai în semnul său, ci și în amploarea sa.
Aceste puzzle-uri sunt explicate prin particularitățile structurii gheții. Este o grilă de legături de hidrogen, unde există patru dintre ele la fiecare nod. Prin urmare, grila se numește cvadruplu. Toate unghiurile din el sunt egale cu qT, deci se numește tetraedric. Mai mult, este format din inele cu șase membri, de formă curbată.
O caracteristică a structurii apei solide este aceeamolecule împachetate lejer în ea. Dacă ar fi în relație strânsă, atunci densitatea gheții ar fi de 2,0 g/cm3, în timp ce în realitate este de 0,92 g/cm3. De aici ar fi trebuit să rezulte concluzia că prezența unor volume spațiale mari ar trebui să conducă la apariția instabilității. De fapt, grila nu devine mai puțin puternică, dar poate fi refăcută. Gheața este un material atât de puternic încât chiar și strămoșii eschimosilor moderni au învățat să-și construiască bordei din el. Până în prezent, locuitorii arcticii folosesc betonul de gheață ca material de construcție. În consecință, odată cu creșterea presiunii, structura gheții se schimbă. Această stabilitate este cea care constituie principala proprietate a legăturilor de hidrogen ale rețelelor dintre moleculele H2O. În consecință, fiecare moleculă de apă reține patru legături de hidrogen în stare lichidă, dar în același timp unghiurile devin diferite de qT, ceea ce duce la faptul că densitatea gheții este mai mică decât cea a apei.
