دانلود مقاله علت انبساط غیر عادی آب
ت ص:11
فرمت:ورد
قابل ویرایش
علت انبساط غیر عادی آب مربوط به وضع مولکولهای آب در حالت جامد و مایع آن است برای توضیح این پدیده لازم است که ساختمان مولکولی آب و نیز اتمهای سازنده آن بررسی شود.
هر مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن ( H2O) ترکیب شده است هر اتم اکسیژن دارای8 الکترون است. از این تعداد 2 الکترون بر سطح انرژی k=1 و6 الکترون برسطح انرژی L=2 با آرایش زیر قرار دارند:
1S2 2S2 2PX2 2Py1 2Pz1
هر اتم هیدروژن دارای یک الکترون ) 1S1) و زمانی که یک اتم اکسیژن با دو اتم هیدروژن پیوند می یابد مولکول قطبی آب را را ایجاد می کنند که وصع اتمها در آن به این صورت است:
O ----H
105
H
زاویه پیوند در این مولکول حدود 105 ( 41 ، 104( و فاصله دو مرکز اتمهای اکسیژن و هیدروژن 99/0 آنگستروم است. در مولکولهای آب علاوه بر آنکه هیدروژن و اکسیژن بر هم نیرو وارد می کنند نیروهای الکتروستاتیکی هم در اثر وجود هیدروژن موجود است که سبب می شود هر ملکول آب با چهار ملکول مجاور خود پیوند یابد
( پیوند هیدروژنی ) و یک شبکه بلوری را ترتیب دهد. در یخ ملکولهای آب کاملا با یکدیگر پیوند یافته و حلقه های شش ضلعی به وجود می آورند. این شش ضلعیها همه به هم متصلند و ساختمان قفس مانند گسترده ای را در حجم یخ می سازن. فاصله بین دو اکسیژن مجاور 22 / 76 A است. وقتی یخ را حرارت دهیم در دمای ذوب، یخ به شبکه های کوچکتری شکسته می شود و اگر بتوان در لحظه کوتاهی از این تبدیل عکسبرداری کرد ، در عکس به نظر می رسد که یخی شکسته می شود و هر قسمت می تواند بر قسمت دیگر بلغزد. وقتی دما را به تدریج افزایش دهیم ، گرمایی که آن می گیرد ، سبب شکسته شدن پیوند بلوری و افزایش جنبش حرارتی می گردد. جنبش حرارتی بیشتر ، سبب افزایش حجم ماده می شود ، در صورتی که مولکولهایی که در شبکه بلوری در فاصله مشخصی از هم قرار داشتند ، در حالت مایع به هم نزدیکترند و حجم کمتری را اشغال می کنند.
باید توجه داشت که در دمای صفر درجه همه مولکولهای یخ از شبکه بلوری خارج نمی شوند و در اثر افزایش دما ، به تدریج شبکه بلوری شکسته می شود و مولکولها به هم نزدیکتر می شوند و همزمان ، جنبش مولکولی سبب افزایش حجم مایع می شود. دو عامل کاهش و افزایش حجم سبب می شود که تا دمای 4 درجه ، حجم آب به کمترین مقدار خود برسد و از آن پس ، با زیاد شدن جنبش مولکولی ، پدیده عادی افزایش حجم آب مشاهده می شود.
دانلود مقاله علت انبساط غیر عادی آب