ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворы электролитов из "Водный режим растений" Из предыдущего изложения видно, что определенные свойства воды можно довольно удовлетворительно объяснить исходя из величины углов, образуемых химическими связями, и из электростатических сил, обусловленных распределением зарядов. Поскольку размеры и заряды простых ионов сравнимы с размерами и заряда ш молекул воды, естественно ожидать, что ионы должны притягивать эти молекулы, следствием чего будет образование ион-дипольных связей. Поэтому в растворах, содержащих ионы, структура воды должна быть существенно изменена. [c.15] В чистой воде, как указывалось выше, каждая молекула окружена четырьмя другими молекулами две из них обращены к ней своими положительными полюсами, а две другие — отрицательными. С появлением ионов ситуация меняется. Вокруг катиона все молекулы воды оказываются ориентированы отрицательными полюсами внутрь, тогда как у молекул, окружающих анион, внутрь всегда направлены положительные полюса (фиг. 3). Вследствие этого, если даже размеры иона таковы, что заи имаемое им пространство не больше пространства, обычно занимаемого молекулой воды, гидратационная вода по своим свойствам все же отличается от окружающей воды иными словами, в присутствии ионов нормальная структура воды нарушается. Еще сильнее она нарушается, если ион по размерам отличается от молекулы воды вообще говоря, чем крупнее ион, тем это нарушение сильнее. [c.15] Молекулы воды, окружающие катион, обращены к нему своими кислородными атомами черные кружки) к аниону молекулы воды обращены водородными атомами (светлые кружки). [c.16] У молекул, окружающих анион, внутрь направлены атомы водорода. Таким образом, молекулы воды действуют как оболочки, разделяющие и нейтрализующие ионы. [c.16] Фрэнк и Вен [2281 предложили модель, описывающую взаимодействие между водой и ионаади. Согласно этой модели, каждый ион окружен тремя сферами. В ближайшей из них молекулы воды строго ориентированы в сильном электрическом поле иона, имеют низкую кинетическую энергию и практически неподвижны. В следующей сфере структура воды несколько нарушается, приобретая более случайный характер и становясь менее похожей на структуру льда. Во внешней сфере вода имеет нормальную структуру, однако молекулы ее поляризованы в электрическом поле иона (хотя действие этого поля на таком расстоянии проявляется относительно слабо). [c.16] Причиной структурных нарушений в средней сфере считается противодействие между нормальными структурообразовательными тенденциями соседствующих молекул воды и ориентирующим влиянием ионного поля, обладающего сферической симметрией. Вокруг катиона, например, молекулы воды ориентированы так, что все их водородные атомы обращены наружу. Это, естественно, исключает возможность образования нормальной тетраэдрической структуры. [c.16] Модель Фрэнка и Вена приемлема, по-видимому, лишь для очень слабых растворов. С повышением концентрации раствора возрастает степень перекрывания сфер, окружающих каждый ион. Робинсон и Стокс [628] подсчитали, что в 1 М растворе электролита должно оставаться лишь очень кемного молекул воды, отстоящих от любого находящегося в этом растворе иона более чем на два или три молекулярных диаметра. Поэтому говорить о последовательных слоях молекул воды вокруг отдельного иона имеет смысл только в отношении концентраций 0,1 М. [c.17] Вернуться к основной статье