Nước

NướcNước là một hợp chất hóa học của ôxy và hiđrô, có công thức hóa học là H2O. Với các tính chất lí hóa đặc biệt (ví dụ như tính lưỡng cực, liên kết hiđrô và tính bất thường của khối lượng riêng) nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống. 70% diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nước NướcNước là một hợp chất hóa học của ôxy và hiđrô,có công thức hóa học là H2O. Với các tính chấtlí hóa đặc biệt (ví dụ như tính lưỡng cực, liênkết hiđrô và tính bất thường của khối lượngriêng) nước là một chất rất quan trọng trongnhiều ngành khoa học và trong đời sống. 70%diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưngchỉ 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằmtrong các nguồn có thể khai thác dùng làm nướcuống.Mô hình phân tử nướcBên cạnh nước thông thường còn có nướcnặng và nước siêu nặng. Ở các loại nước này,các nguyên tử hiđrô bình thường được thay thếbởi các đồng vị đơteri và triti. Nước nặng cótính chất vật lý (điểm nóng chảy cao hơn, nhiệtđộ sôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn) vàhóa học khác với nước thường.Mục lục  1 Cấu tạo và tính chất của phân tử nước o 1.1 Hình học của phân tử nước o 1.2 Tính lưỡng cực o 1.3 Liên kết hiđrô  2 Các tính chất hóa lý của nước  3 Nước trong đời sống  4 Chú thích  5 Đọc thêm o 5.1 Nước như một nguồn tài nguyên tự nhiên  6 Liên kết ngoài Cấu tạo và tính chất của phân tử nước Hình học của phân tử nướcPhân tử nướcPhân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđrô vàmột nguyên tử ôxy. Về mặt hình học thì phân tửnước có góc liên kết là 104,45°. Do các cặp điệntử tự do chiếm nhiều chỗ nên góc này sai lệch điso với góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dàicủa liên kết O-H là 96,84 picômét. Tính lưỡng cựcTính lưỡng cựcÔxy có độ âm điện cao hơn hiđrô. Việc cấu tạothành hình ba góc và việc tích điện từng phầnkhác nhau của các nguyên tử đã dẫn đến cựctính dương ở các nguyên tử hiđrô và cực tínhâm ở nguyên tử ôxy, gây ra sự lưỡng cực. Dựatrên hai cặp điện tử đơn độc của nguyên tử ôxy,lý thuyết VSEPR đã giải thích sự sắp xếp thànhgóc của hai nguyên tử hiđrô, việc tạo thànhmoment lưỡng cực và vì vậy mà nước có cáctính chất đặc biệt. Vì phân tử nước có tích điệntừng phần khác nhau nên một số sóng điện từnhất định như sóng cực ngắn có khả năng làmcho các phân tử nước dao động, dẫn đến việcnước được đun nóng. Hiện tượng này được ápdụng để chế tạo lò vi sóng.Liên kết hiđrôLiên kết hiđrôCác phân tử nước tương tác lẫn nhau thông qualiên kết hiđrô và nhờ vậy có lực hút phân tử lớn.Đây không phải là một liên kết bền vững. Liênkết của các phân tử nước thông qua liên kếthiđrô chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của mộtgiây, sau đó các phân tử nước tách ra khỏi liênkết này và liên kết với các phân tử nước khác.Đường kính nhỏ của nguyên tử hiđrô đóng vaitrò quan trọng cho việc tạo thành các liên kếthiđrô, bởi vì chỉ có như vậy nguyên tử hiđrômới có thể đến gần nguyên tử ôxy một chừngmực đầy đủ. Các chất tương đương của nước,thí dụ như đihiđrô sulfua (H2S), không tạo thànhcác liên kết tương tự vì hiệu số điện tích quánhỏ giữa các phần liên kết. Việc tạo chuỗi củacác phân tử nước thông qua liên kết cầu nốihiđrô là nguyên nhân cho nhiều tính chất đặcbiệt của nước, thí dụ như nước mặc dù có khốilượng mol nhỏ vào khoảng 18 g/mol vẫn ở thểlỏng trong điều kiện tiêu chuẩn. Ngược lại, H2Stồn tại ở dạng khí cùng ở trong những điều kiệnnày. Nước có khối lượng riêng nhỏ nhất ở 4 độCelcius và nhờ vào đó mà băng đá có thể nổi lêntrên mặt nước; hiện tượng này được giải thíchnhờ vào liên kết cầu nối hiđrô.Các tính chất hóa lý của nướcCấu tạo của phân tử nước tạo nên các liên kếthiđrô giữa các phân tử là cơ sở cho nhiều tínhchất của nước. Cho đến nay một số tính chất củanước vẫn còn là câu đố cho các nhà nghiên cứumặc dù nước đã được nghiên cứu từ lâu.Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước đãđược Anders Celsius dùng làm hai điểm mốccho độ bách phân Celcius. Cụ thể, nhiệt độ nóngchảy của nước là 0 độ Celcius, còn nhiệt độ sôi(760 mm Hg) bằng 100 độ Celcius. Nước đóngbăng được gọi là nước đá. Nước đã hóa hơiđược gọi là hơi nước. Nước có nhiệt độ sôitương đối cao nhờ liên kết hiđrôDưới áp suất bình thường nước có khối lượngriêng (tỷ trọng) cao nhất là ở 4 °C: 1 g/cm³ đó làvì nước vẫn tiếp tục giãn nở khi nhiệt độ giảmxuống dưới 4 °C. Điều này không được quan sátở bất kỳ một chất nào khác. Điều này có nghĩalà: Với nhiệt độ trên 4 °C, nước có đặc tínhgiống mọi vật khác là nóng nở, lạnh co; nhưngvới nhiệt độ dưới 4 °C, nước lại lạnh nở, nóngco. Do hình thể đặc biệt của phân tử nước (vớigóc liên kết 104,45°), khi bị làm lạnh các phântử phải dời xa ra để tạo liên kết tinh thể lục giácmở. Vì vậy mà tỉ trọng của nước đá nhẹ hơnnước thể lỏng. [1]Khi đông lạnh dưới 4 °C, các phân tử nước phảidời xa ra để tạo liên kết tinh thể lục giác mở.Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡngcực. Các hợp chất phân cực hoặc có tính ionnhư axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước.Tính hòa tan của nước đóng vai trò rất quantrọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinhchỉ xẩy ra trong dung dịch nước.Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, docó tính hòa tan tốt, nước hay có tạp chất pha lẫn,thường là các muối, ...