82
в форме стишовита, где атомы Al и Si имеют одинаковые координационные числа,
равные 6. Из таблиц 1, 3 и 4 следует, что атом О больше атомов Li, Be, B и C, но
атом О меньше атомов 3-го периода и всех остальных атомов периодической
системы элементов.
Рассмотрим теорию электролитической диссоциации с точки зрения
кристаллического строения атома и электромагнитной природы химической связи
изложенной выше и в [1, 5].
10.1. Ионное произведение воды.
Одним из самых главных свойств молекулы воды является её способность к
автодиссоциации на атом Н и полярную, но электронейтральную группу
(-)
ОН, и то
что эта молекула создана из двух атомов О и Н с практически равными
потенциалами ионизации, что придаёт ей свойства исключительного растворителя.
Близкие величины ПИ атома Н и группы
( - )
ОН свидетельствуют об одинаковой
энергетике этих частиц или их энергетической равноценности. Это качество
(свойство) имеет очень большое или точнее определяющее значение во всех
реакциях, в которых принимает участие молекула НОН в состоянии диссоциации.
Считается, что способность к автоионизации есть общее свойство всех
химических соединений, в том числе и воды. Значения известных констант
автоионизации имеет очень малые величины, так, например, вода имеет величину
1х10
- 1 4
, метиловый спирт – 2х10
- 1 7
, жидкий аммиак – 3х10
- 3 3
и т.д.
Относительно количества автодиссоциированных молекул воды, то есть частиц
Н и ОН, можно привести некоторые цифры, взятые из [7]. Известно, что в
нейтральной водной среде величина рН составляет 7 единиц, и число ионов Н
+
равняется числу ионов ОН
-
. Каково же само число этих ионов? Диссоциация воды
проходила согласно уравнению:
Н
2
О + Н
2
О = Н
3
О
+
+ ОН
-
В соответствии с Авогадро, грамм-ион содержит 6,02х10
2 3
ионов. С учетом
рН=7 число ионов Н (и ОН) в одном литре воды равно:
6,02 х 10
2 3
х 10
- 7
= 6,02 х 10
1 6
В одном кубическом мм воды содержится, следовательно:
6,02 х 10
1 6
/(100 х 100 х 100) = 6,02 х 10
1 6
х 10
- 6
= 6,02 х 10
1 0
или примерно 60 миллиардов ионов Н
+
.
Далее, зная, что в литре содержится:
1000/18 = 55,56 грамм-молекул воды,
то есть 55,56 х 6,02 х 10
2 3
= 335 х 10
2 3
молекул, из соотношения 335 х 10
2 3
/(6,02 х
10
1 6
) = 556 х 10
6
находим, что в состоянии распада на ионы на каждые 556
миллионов молекул воды находится только одна. Таким образом, содержание
ионов в чистой воде при 20-25 ºС и громадно (абсолютно), и ничтожно мало
(относительно), при этом считалось, что вода диссоциирует на катион Н
+
и анион
ОН
-
. С нашей точки зрения, вода диссоциирует на атом Н, или полярный
электронейтральный комплекс Н
2
ОН
( + )
– кислоту, и электронейтральную полярную
группу
( - )
ОН-основание. Из цифр, приведённых выше, следует, что в малом объёме
воды при нормальных условиях имеется достаточно большое количество
свободных атомов Н и основных ОН-групп.
Как же влияет температура на диссоциацию молекул воды? В таблице 14
приведены справочные данные, а на рис. 17. графически показана зависимость
степени диссоциации молекул воды от температуры.