background image

 

48

достаточно  верно  отражает  механизм  взаимодействия  молекул  с  О-Н  группами, 
обладающими разной энергией. 

Другими  словами,  Н-связи  в  жидкой  воде  между  молекулами  Н-О-Н  должны 

быть  асимметричными,  что  отражается  в  достаточно  большой  разнице  в  оценке 
величин  энергии  Н-связей,  составляющей  от 3 до 10 кКал/моль;  эти  искажения 
должны  иметь  место  и  в  структуре  льда.  В  самом  деле  в  работах  Мего (1934 г.) 
[13]  а  позже  Петерсона  и  Леви (1957 г.) [14] с  помощью  дифракции  нейтронов 
было  показано, что  расположение молекул  Н-О-Н  и их параметры  в  кристалле  льда 
не  соответствуют  правильной  тетраэдрической  симметрии  (рис. 9): ни  один  из  его 
углов не равен точно 109°28’ и длины связей различаются. 

 

 

Рис. 9. Размеры и форма молекулы НОН во льду I [6]. 

В  пользу  неравноценности  двух  связей  О-Н  в  молекуле  воды  так  же 

свидетельствуют  нейтронографические  исследования [15] которые  показали,  что 
симметричные  Н-связи  крайне  редки  и  ни  разу  не  были  обнаружены  в 
кристаллогидратах.  Выше  нами  отмечалось,  что  в  кристаллогидратах  молекула 
воды  взаимодействует  своим  атомом  кислорода  с  тем  или  другим  атомом  металла 
через  квадруполь-квадрупольную  связь,  а  два  атома  Н  с  неравноценными  О-Н 
связями, образуют несимметричные водородные связи с другими молекулами воды. 

Если  в  цепь  для  определения  проводимости  дистиллированной  воды,  включить 

чувствительный  гальванометр,  то  он  покажет  наличие  слабого  электрического 
тока. Считается, что молекулы воды в небольшой степени диссоциируют на ионы: 

 

2

О 

 Н

3

О

+

 + ОН

-

 или кратко Н

2

О 

 Н

+

 + ОН

-

 

Из  термодинамики  известно,  что  энергия,  необходимая  для  получения  иона  из 

атома,  значительно  превосходит  величину  энергии,  необходимую  для  разрыва 
связи  между  атомами.  Поэтому  гомолитический  разрыв  связи  между  атомами 
всегда  более  выгоден,  чем  гетеролитический,  с  образованием  ионов.  Так, 
например, для разделения молекулы Н

2

 на атомы, необходима энергия равная 103,2 

ккал/моль,  тогда  как  для  отрыва  электрона  от  атома  Н,  то  есть  для  образования 
иона  Н

+

,  затрачивается  энергия  в 313 ккал/моль.  Известно [7], что  для  получения 

ионов  из  молекулы  воды,  необходимо  затратить  большое  количество  энергии 
согласно уравнению: 

2

О) + 368 ккал 

 (Н

+

) + (ОН

-

В  связи  с  этим  считаем,  что  химические  соединения  имеют  способность  не  к 

автоионизации,  а  к  атомной  автодиссоциации;  так  молекула  воды  разделяется  не 
на  ионы  Н

+  

и  ОН

-

  (к  чему  мы  хорошо  привыкли),  а  диссоциирует  на  кислотный 

атом  Н  и  электронейтральную  основную 

( - )

ОН  группу,  в  соответствии  с 

принципом минимальной затраты энергии. 

Автодиссоциация  НОН  реакция  обратимая.  Поэтому,  в  определённый 

момент  в  воде  или  в  водном  растворе  всегда  существует  атомарный  водород,