Учение о гидросфере и гидрогеология. Озорнина С.П. - 67 стр.

ды зависит от особенностей ее структуры по сравнению с другими веще-
ствами. Структура же обусловлена в основном существованием в ней
особого типа молекулярной водородной связи.
     Модель молекулы воды выглядит следующим образом. Атом кисло-
рода находится в центре тетраэдра. Центры масс двух атомов водорода
расположены в углах тетраэдра, центры зарядов двух пар электронов за-
нимают другие два угла тетраэдра. Атомы водорода расположены по от-
ношению к атому кислорода в молекуле водяного пара под углом 105о3′
на расстоянии 0,9568 · 10–10 м (рис. 11). Расстояние Н – Н равно
1,54 · 10–10 м. Во льду угол НОН практически равен тетраэдрическому уг-
лу и составляет 109о 30′, а расстояние О – Н равно 0,9 · 10–10м [6].
     Два ядра водорода и одно ядро кислорода окружены десятью элек-
тронами. Два из них движутся вблизи и вокруг ядра атома кислорода.
Остальные восемь движутся попарно по четырем вытянутым эллиптиче-
ским орбитам (рис. 11). Оси двух из них направлены вдоль связей О – Н.
Оси двух других лежат приблизительно в плоскости, идущей через яд-
ро О и перпендикулярной плоскости НОН. С протонами водорода, нахо-
дящимися внутри двух орбит, связаны два полюса положительных элек-
трических зарядов в периферической части молекулы воды. Электроны,
расположенные на двух других орбитах, образуют так называемые не-
полные (или уединенные) пары. С ними связаны два полюса отрицатель-
ных зарядов молекулы воды.




                  Рис. 11. Варианты модели молекулы воды

     Существование в молекулах воды неподеленных электронных пар
имеет существенное значение в образовании водородных связей. По этой
причине в каждой молекуле воды могут возникнуть две водородные свя-
зи, а еще две связи обеспечивают два водородных атома. Таким образом,
каждая молекула воды может образовать четыре водородные связи. Бла-
годаря такому строению молекулы воды результирующие распределения
зарядов в ней напоминают тетраэдр, два угла которого заряжены положи-
тельно, а два отрицательно. Результирующий центр положительных заря-
дов находится посередине между протонами. Он отделен некоторым рас-
                                   67