Return to Video

Как полярность влияет на необычные свойства воды? — Кристина Кляйнберг

  • 0:15 - 0:18
    Как некоторым насекомым
    удаётся держаться на поверхности пруда,
  • 0:18 - 0:21
    а вы сразу тонете,
    когда пытаетесь идти по воде?
  • 0:21 - 0:25
    И почему зимой
    озёра замерзают сверху вниз?
  • 0:25 - 0:29
    Говоря кратко,
    ответ на эти вопросы — полярность.
  • 0:29 - 0:30
    Вода является простой молекулой,
  • 0:30 - 0:34
    состоящей из одного атома кислорода
    и двух атомов водорода,
  • 0:34 - 0:36
    при этом она необходима для жизни.
  • 0:36 - 0:42
    Фактически вода составляет около 60%
    веса тела взрослого человека.
  • 0:42 - 0:47
    Полярность внутри этих молекул воды
    даёт веществу в целом свойства,
  • 0:47 - 0:49
    делающие воду уникальной
    и способной поддерживать жизнь.
  • 0:49 - 0:54
    Полярность направлена
    на неравное деление электронов в молекуле.
  • 0:54 - 0:58
    В случае с водой связь между атомом
    кислорода и двумя атомами водорода
  • 0:58 - 1:01
    внутри молекулы воды
    напоминает перетягивание каната
  • 1:01 - 1:05
    между сильным футболистом
    и милым маленьким ребёнком.
  • 1:05 - 1:07
    Кислород является более крупным атомом,
  • 1:07 - 1:10
    у него больше протонов в ядре,
    чем у водорода.
  • 1:10 - 1:13
    Эти положительные заряды
    сравнимы с физической силой человека.
  • 1:13 - 1:17
    Они могут привлекать и привязывать
    отрицательно заряженные электроны,
  • 1:17 - 1:21
    как сильный человек способен победить
    более слабого
  • 1:21 - 1:22
    в перетягивании каната.
  • 1:22 - 1:27
    Итак, кислород способен притягивать
    больше электронов, чем положено.
  • 1:27 - 1:30
    Поскольку водород меньше и слабее,
  • 1:30 - 1:32
    или у него меньше протонов,
  • 1:32 - 1:34
    он проигрывает в перетягивании каната
  • 1:34 - 1:37
    и притягивает меньше электронов,
    чем ему положено.
  • 1:37 - 1:40
    Итак, кислород в воде
    действует словно он отрицательный,
  • 1:40 - 1:43
    а атомы водорода — как положительные.
  • 1:43 - 1:48
    Связи внутри каждой молекулы воды
    называют «полярными ковалентными связями».
  • 1:48 - 1:51
    «Ковалентная» означает,
    что электроны общие.
  • 1:51 - 1:53
    Но, как мы уже знаем,
  • 1:53 - 1:56
    «полярная» предполагает
    неравное разделение электронов.
  • 1:56 - 1:59
    В воде кислород действует
    как отрицательный элемент,
  • 1:59 - 2:02
    а атомы водорода — как положительные.
  • 2:02 - 2:04
    Когда отрицательный
    и положительный заряды притягиваются,
  • 2:04 - 2:06
    кислород присоединяется к атомам водорода
  • 2:06 - 2:08
    в соседних молекулах воды.
  • 2:08 - 2:12
    Особый тип связи,
    формирующийся между молекулами воды,
  • 2:12 - 2:14
    называется «водородная связь».
  • 2:14 - 2:17
    Водородные связи
    возникают не только в воде.
  • 2:17 - 2:19
    Они могут формироваться
    между молекулами воды
  • 2:19 - 2:22
    и разными полярными и ионными веществами.
  • 2:22 - 2:26
    Способность воды поддерживать целостность
    называется «когезия»,
  • 2:26 - 2:30
    а способность присоединяться
    к другим веществам — «адгезия».
  • 2:31 - 2:33
    Теперь вернёмся к первоначальным вопросам.
  • 2:33 - 2:37
    Во-первых, почему некоторые насекомые
    могут ходить по воде?
  • 2:37 - 2:40
    Благодаря водородной связи на поверхности
  • 2:40 - 2:42
    создаётся тонкая плёнка воды,
  • 2:42 - 2:43
    имеющая достаточное сопротивление,
  • 2:43 - 2:46
    позволяющее очень лёгким насекомым
    ходить по ней.
  • 2:46 - 2:47
    Вы не можете ходить по ней,
  • 2:47 - 2:50
    так как водородные связи
    недостаточно сильны,
  • 2:50 - 2:51
    чтобы удержать вас.
  • 2:51 - 2:54
    Почему лёд плавает на поверхности воды?
  • 2:54 - 2:56
    Большинство других веществ
  • 2:56 - 2:58
    в твёрдом состоянии плотнее, чем в жидком.
  • 2:58 - 3:00
    Но это не относится к воде!
  • 3:00 - 3:03
    Водородные связи в замороженной воде
  • 3:03 - 3:06
    более отдалены друг от друга,
    чем в жидкой воде.
  • 3:06 - 3:08
    Чем дальше друг от друга молекулы,
  • 3:08 - 3:10
    тем меньше плотность вещества.
  • 3:10 - 3:13
    Плотность льда примерно на 9% ниже,
    чем воды.
  • 3:13 - 3:16
    Потому-то он и плавает на поверхности.
  • 3:16 - 3:18
    И поэтому озёра замерзают сверху вниз,
  • 3:18 - 3:21
    что позволяет водной флоре и фауне
  • 3:21 - 3:22
    выживать каждую зиму.
  • 3:22 - 3:25
    Благодаря полярности молекул воды
  • 3:25 - 3:28
    и появляющимся в результате этого
    водородным связям
  • 3:28 - 3:31
    вода обладает
    столь уникальными свойствами.
  • 3:31 - 3:33
    Итак, причина уникальности воды
  • 3:33 - 3:35
    как у вас в клетках,
  • 3:35 - 3:36
    так и в океанах,
  • 3:36 - 3:40
    заключается в обычной полярности
    её молекул.
Title:
Как полярность влияет на необычные свойства воды? — Кристина Кляйнберг
Description:

Смотрите весь урок на: http://ed.ted.com/lessons/how-polarity-makes-water-behave-strangely-christina-kleinberg

Вода жизненно необходима и уникальна. Множество её особых качеств возникает из факта, что она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Следовательно, создаётся уникальное распределение электронов. Кристина Кляйнберг описывает влияние полярности — от влияния на рыб в замороженном озере до воздействия на лёд, плавающий в воде.

Урок создан Кристиной Кляйнберг, анимация разработана Аланом Форманом.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
03:52

Russian subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.