Одиннадцатый класс
  1. Основные концепции химии  1.1. Важность химии  1.2. Природа и область химии  1.3. законы химического соединения  1.3.1. Закон сохранения массы  1.3.2. Закон постоянства состава  1.3.3. Закон кратных отношений  1.3.4. Закон объемов газов  1.3.5. Закон Авогадро  1.4. Атомная теория Дальтона  1.5. Понятие моля и молярная масса  1.6. Процентный состав  1.7. Эмпирическая и молекулярная формула  1.8. Стехиометрия и стехиометрические расчеты  1.9. Концепция ограничивающего реагента
  2. Структура атома  2.1. Открытие электрона, протона и нейтрона  2.2. Атомная модель  2.2.1. Модель Томсона  2.2.2. Модель Резерфорда  2.2.3. Модель Бора  2.3. Квантово-механическая модель атома  2.4. Двойственная природа материи и излучения  2.5. Принцип неопределенности Гейзенберга  2.6. Квантовые числа  2.7. Атомные орбитали и их формы  2.8. Электронная конфигурация элементов  2.9. Aufbau principle  2.10. Принцип запрета Паули  2.11. Правило максимальной мультиплетности Хунда  2.12. Гипотеза де Бройля  2.13. Фотоэлектрический эффект
  3. Классификация элементов и периодичность в свойствах  3.1. Историческое развитие периодической таблицы  3.2. Современный периодический закон и периодическая таблица  3.3. Периодические тенденции в свойствах  3.3.1. Атомный и ионный радиус  3.3.2. Энтальпия ионизации  3.3.3. Энтальпия присоединения электрона  3.3.4. Электроотрицательность  3.3.5. Валентность  3.3.6. Металлические и неметаллические свойства  3.3.7. Степени окисления  3.4. Unusual Properties of the First Elements
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Подход Косселя – Льюиса к химической связи  4.2. Ionic or electrovalent bond  4.3. Ковалентная связь и ее особенности  4.4. Параметры связи  4.5. Теория ВСЭПР  4.6. Теория валентных связей  4.7. Hybridization and its types  4.8. Теория молекулярных орбиталей  4.8.1. Порядок связей и стабильность  4.9. Водородная связь
  5. Состояния вещества  5.1. Межмолекулярные силы  5.2. Газовые законы  5.2.1. Закон Бойля  5.2.2. Закон Шарля  5.2.3. Закон Авогадро  5.2.4. Dalton's law of partial pressure  5.2.5. Закон диффузии Грэма  5.3. Уравнение идеального газа и его применения  5.4. Реальные газы и отклонения от идеального поведения  5.5. Кинетическая теория газов  5.6. Сжижение газов  5.7. Свойства жидкостей  5.8. Поверхностное натяжение и вязкость
  6. термодинамика  6.1. Система и окружающая среда  6.2. Типы систем в термодинамике  6.3. Виды процедур  6.4. Первый закон термодинамики  6.5. Внутренняя энергия и энтальпия  6.6. Теплоемкость и удельная теплоемкость  6.7. Закон постоянной суммы теплот Гесса  6.8. Энтальпия диссоциации связей  6.9. Энтальпия образования и сгорания  6.10. Энтальпия раствора и нейтрализации  6.11. Спонтанность и второй закон термодинамики  6.12. Свободная энергия Гиббса и ее применения
  7. Balance  7.1. Концепция равновесия  7.2. Константа равновесия и ее приложения  7.3. Принцип Ле Шателье  7.4. Ионное равновесие в растворах  7.5. Теория кислот и оснований  7.5.1. Концепция Аррениуса  7.5.2. Концепция Бренстеда-Лоури  7.5.3. Концепция Льюиса  7.6. Шкала pH и pOH  7.7. Эффект общего иона  7.8. Гидролиз солей  7.9. Буферные растворы и их механизм действия  7.10. Равновесие растворимости малорастворимых солей
  8. Редокс-реакции  8.1. Концепции окисления и восстановления  8.2. Степень окисления и её применения  8.3. Окислительно-восстановительные реакции в терминах передачи электронов  8.4. Балансировка окислительно-восстановительных реакций (методы чисел окисления и ионо-электронный метод)  8.5. Типы окислительно-восстановительных реакций  8.6. Электрохимические ячейки и окислительно-восстановительные реакции
  9. Водород  9.1. Положение водорода в периодической таблице  9.2. Изотопы водорода  9.3. Получение водорода  9.4. Свойства водорода  9.5. Гидриды и их классификация  9.6. Вода и тяжёлая вода  9.7. Перекись водорода и ее свойства  9.8. Использование водорода и его соединений
  10. Элементы s-блока (щелочные и щелочноземельные металлы)  10.1. Элементы группы 1 - свойства и тенденции  10.2. Элементы группы 2 - свойства и тенденции  10.3. Необычные свойства лития и бериллия  10.4. Важные соединения натрия и их применения  10.5. Важные соединения магния и кальция
  11. Некоторые элементы p-блока  11.1. Общее введение в элементы р-блока  11.2. Элементы группы 13  11.2.1. Бор и его соединения  11.3. Элементы группы 14  11.3.1. Углерод и его аллотропы  11.3.2. Важные соединения углерода и кремния
  12. Органическая химия - Некоторые основные принципы и техники  12.1. Классификация и номенклатура органических соединений  12.2. Структурное представление органических соединений  12.3. Классификация органических реакций  12.4. Электронные эффекты в органической химии  12.4.1. Индуктивный эффект  12.4.2. Резонансный эффект  12.4.3. Гиперконъюгация  12.5. Механизм реакции и промежуточные виды  12.6. Очистка и качественный анализ органических соединений
  13. Углеводороды  13.1. Углеводороды  13.1.1. Получение и свойства алкенов  13.2. алкены  13.2.1. Preparation and Properties of Alkenes  13.2.2. Электрофильные реакции присоединения  13.3. Алкины  13.3.1. Подготовка и свойства алкинов  13.4. Ароматические углеводороды  13.4.1. Структура и свойства бензола  13.4.2. Электрофильные реакции замещения бензола
  14. Экологическая химия  14.1. Загрязнение окружающей среды  14.2. Атмосферное загрязнение и парниковый эффект  14.3. Загрязнение воды и методы очистки  14.4. Загрязнение почвы и его последствия  14.5. Промышленные отходы и их обработка  14.6. Стратегии контроля загрязнения

Одиннадцатый класс → Водород ↓


Вода и тяжёлая вода


Как известно, вода - одно из важнейших веществ на Земле, жизненно важное для жизни. Это простое соединение, состоящее из водорода и кислорода, химически обозначается как H2O. Это означает, что каждая молекула воды содержит два атома водорода, ковалентно связанных с одним атомом кислорода. Эти молекулы имеют изогнутую форму, что важно для уникальных свойств воды.

Состав воды

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула воды выглядит следующим образом:

О H H

Атом кислорода более электроотрицателен, чем атом водорода, что означает, что он более сильно притягивает общие электроны. Это приводит к тому, что у кислорода появляется частичный отрицательный заряд, а у водорода - частичный положительный заряд, что делает воду полярной молекулой.

Свойства воды

Благодаря своей полярности и водородной связи вода обладает несколькими уникальными свойствами:

  • Когезия и адгезия: Молекулы воды прилипают друг к другу (когезия) и к другим поверхностям (адгезия).
  • Высокая удельная теплоёмкость: Вода может поглотить много тепла, прежде чем станет слишком горячей, поэтому она является хорошим буфером температуры.
  • Поверхностное натяжение: Когезионные силы между молекулами воды отвечают за её высокое поверхностное натяжение.
  • Растворяющие свойства: Вода известна как "универсальный растворитель", потому что растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость.

Что такое тяжёлая вода?

Тяжёлая вода с химической точки зрения идентична обычной воде, но есть одно ключевое отличие. Атомы водорода в тяжёлой воде заменены на дейтерий, изотоп водорода. Дейтерий имеет нейтрон в ядре вместе с протоном, что придаёт ему большую атомную массу, чем у обычного водорода.

Химическая формула тяжёлой воды

Химическая формула тяжёлой воды - D2O, где "D" обозначает дейтерий. Молекула тяжёлой воды выглядит так:

О D D

Оксид дейтерия (D2O) используется в качестве замедлителя нейтронов и охлаждающей жидкости в ядерных реакторах, поскольку он замедляет скорость нейтронов, что позволяет поддерживать цепную реакцию.

Свойства тяжёлой воды

Хотя химически идентична обычной воде, тяжёлая вода обладает несколько иными физическими свойствами:

  • Большая плотность: Тяжёлая вода примерно на 11% плотнее обычной воды, что позволяет её физически обнаружить.
  • Различные температуры кипения и замерзания: У тяжёлой воды более высокая температура кипения (101,4°C) и температура замерзания (3,8°C), чем у обычной воды.

Сравнение между водой и тяжёлой водой

Следующая таблица показывает некоторые основные различия между обычной водой и тяжёлой водой:

Свойство Обычная вода (H2O) Тяжёлая вода (D2O)
Состав Ковалентная связь между атомами водорода и кислорода Ковалентная связь между атомами дейтерия и кислорода
Молекулярная масса Лёгкая (18 атомных единиц массы) Тяжёлая (20 атомных единиц массы)
Температура кипения 100 °C (212 °F) 101,4 °C (214,5 °F)
Температура замерзания 0 °C (32 °F) 3,8 °C (38,8 °F)
Плотность 1 г/см3 1,11 г/см3

Использование тяжёлой воды

Тяжёлая вода используется главным образом в ядерных реакторах. Присутствие оксида дейтерия важно в некоторых типах реакторов, называемых "тяжеловодными реакторами". Международное производство тяжёлой воды жизненно важно для ядерной технологии. Вот некоторые типичные применения:

  • Замедлитель нейтронов: Тяжёлая вода замедляет нейтроны, чтобы они могли эффективно вызывать деление урана-235 или плутония-239 в реакторах.
  • Исследования изотопного эффекта: Поскольку дейтерий является изотопом водорода, он может использоваться для изучения механизмов реакций в химии через анализ изотопного эффекта.

Как отделить тяжёлую воду от обычной воды?

Хотя они выглядят почти одинаково, есть несколько способов отличить тяжёлую воду от обычной:

  • Масс-спектрометрия: Анализ массы атомов или молекул для выявления изотопного состава.
  • Измерение плотности: Повышенная плотность тяжёлой воды может быть использована для её отличий от обычной воды в лаборатории.
  • Температуры замерзания и кипения: Запишите температуры замерзания и кипения; тяжёлая вода замерзает быстрее и закипает быстрее, чем обычная вода.

Присутствие тяжёлой воды в окружающей среде

Тяжёлая вода в небольших количествах естественно встречается в обычной воде. Её концентрация составляет примерно 1 часть на 3200 частей жидкой воды. Нет значительных экологических или здоровьесберегающих эффектов, связанных с изотопическими различиями в малых количествах, но большие концентрации, используемые в промышленных процессах, необходимо тщательно управлять.

Заключение

Вода, в её различных формах - обычная и тяжёлая - представляет собой фундаментальное соединение, необходимое для жизни и современных технологических процессов. Хотя обе воды имеют схожие химические свойства, различия в их физических свойствах, таких как плотность и температура кипения, предоставляют уникальные возможности для научных исследований и промышленных приложений.


Одиннадцатый класс → 9.6


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (9.5)
Гидриды и их классификация
Следующий (9.7) →
Перекись водорода и ее свойства

Комментарии 



Вода и тяжёлая вода

https://www.chemistryelite.com/g11/9.6?ceal=ru