49

являющийся  кислотой,  и  гидроксильная  группа 

( - )

ОН,  имеющая  отрицательную 

полярность и являющаяся основанием. 

Атом Н-кислота 

Напомним читателю еще раз про свойства атома водорода. Атом водорода - это 

удивительный  атом,  обладающий  уникальными  свойствами.  Две  частицы  р

+

  и  е

-

, 

составляющие  атом,  связаны  между  собой  электрическими  и  магнитными  силами. 
Частица  с  зарядом +1 и  частица  с  зарядом -1 образуют  между  собой  электрический 
диполь.  Кроме  того,  эти  заряженные  частицы  в  результате  вращения  вокруг 
собственных  осей  создают  магнитное  поле  противоположного  направления,  что 
способствует  образованию  элементарного  магнита  с N-полюсом  на  протоне  и S-
полюсом  на  электроне.  При  этом  каждая  частица  в  атоме  водорода  сохраняет  свою 
индивидуальность,  то  есть  они  не  нейтрализуют  друг  друга,  несмотря  на  взаимную 
связь. 

Электрон не совершает орбитального движения вокруг протона. 
Благодаря  своим  свойствам  атом  водорода  может  играть  двоякую  роль - он 

может  быть  и  кислотой  и  основанием.  Если  атом  водорода  связан  со  своим 
носителем  через  свой  электрон,  а  протон  остается  снаружи  (на  поверхности) 
комплекса  рис. 10, то  будут  преобладать  свойства  протона,  то  есть  проявляться 
свойства  кислоты.  Если  же  атом  водорода - он  же  валентный  диполь - закреплен 
своим  протоном  на  поверхности  кристалла  некоторого  атома,  то  электрон  диполя 
играет  роль  основания.  Иначе,  если  протон  электромагнитного  диполя  (р

+

-е

-

) 

входит  в  состав  нуклонного  остова  атома  и  поэтому  жестко  закреплен,  то  электрон 
этого  диполя  сохраняет  свою  подвижность  относительно  своего  протона,  и  он 
выполняет  функцию  основания.  Опираясь  на  строение  атома  кислорода  и  строение 
молекулы  воды,  считаем,  что  свободный  атом  водорода  может  присоединиться  к 
одному  из  квадруполей  атома  кислорода  через  свой  электрон,  то  есть  путем 
образования  координационной  связи;  образуется  треугольная  одноэлектронная 
связь - на  три  протона  приходится  три  электрона.  В  результате  получается 
комплекс, похожий на ион гидроксония (схема 7). 

 

O

1

H

3

H

2

H

O

1

H

2

H

   (7) 

 

Однако  следует  сразу  отметить,  что  никакого  иона  в  данном  случае  не 

образуется,  комплекс  Н

2

О-

3

Н  электрически  нейтрален.  Знак  элементарного  заряда, 

который  имеет  наибольшее  удаление  от  электрического  центра  тяжести  частицы  и 
будет  определять  соответствующую  (знаковую)  полярность  частицы.  Протон  атома 
водорода  в  комплексе  Н

2

О-

3

Н  будет  определять  положительную  полярность  этого 

комплекса,  так  как  протон  третьего  атома  водорода  является  наиболее  удаленной 
частицей  с  зарядом +1 от  центра  комплекса,  благодаря  слабой  и  наиболее  длинной 
координационной  связи  атома  Н  с  атомом  О  молекулы  воды.  Таким  образом, 
комплекс Н

2

О-Н

( + )

 образовался не за счет присоединения протона к молекуле воды, 

а  за  счет  присоединения  к  последней  атома  водорода.  Принято  считать,  что 
кислотные  свойства  раствора  определяются  присутствием  иона  гидроксония  Н

3

О

+

. 

Как  отмечается  в [1, 5] продолжительность  жизни  иона  Н

3

О

+

  в  воде  очень  мала 10

-

1 3

  сек.,  поэтому  протон  непрерывно  мигрирует  от  одной  молекулы  воды  к  другой. 

Однако  следует  обратить  внимание  на  работу [8], где  экспериментально  было 
показано,  что  в  растворах  сульфоновой  и  других  кислот,  молекула  воды  сохраняет 
все  свои  спектроскопические  параметры,  и  это  указывает  на  то,  что  образование 
третьей валентной связи О-Н протона с молекулой воды не происходит.