Роль воды как растворителя в живой природе. Строение молекулы воды. Вода как полярный растворитель

В природе наиболее распространенными являются водные растворы. Они распространены в живой и неживой природе и имеют огромное значение для существования жизни в целом. Как известно, жизнь зародилась в воде и, как и раньше, остается тесно связанным с водой. Любая клетка живого организма является водным раствором. Водными растворами является природные воды, которые используются живыми организмами для поддержания процессов жизнедеятельности. Таким образом, вода как растворитель играет огромную роль в существовании жизни на Земле. Она фактически является универсальным растворителем, потому что растворяет наибольшее количество веществ. Это объясняется ее физико-химическими свойствами.

Свойства воды H₂O во многом уникальны и обусловлены ее строением. В образовании химических связей в молекуле воды принимают участие г-электроны атома Кислорода и s-электроны атомов Водорода. В отдельной молекуле воды атомы Водорода и Кислорода расположены так, что образуют равнобедренный треугольник. В вершине его атом Кислорода, в углах при основании - атомы Водорода. Связи H-О-H расположены под углом 104,5°. Атом Кислорода имеет большую электроотрицательности, поэтому связь О-H является полярным. Атомы Водорода несут частичный положительный заряд, а атом Кислорода - частичный отрицательный заряд. В разных частях молекулы сосредоточены противоположные заряды. Таким образом, молекула воды является полярной, имеет угловую форму и является электрическим диполем. Каждая молекула воды, как магнит, притягивает к себе другие молекулы или ионы. Поэтому, в отличие от большинства других жидкостей, вода является идеальным растворителем для многих веществ. Именно благодаря електростатичній взаимодействия между частицами веществ, растворяются, и диполями воды в растворах образуются гидраты.

Следующей особенностью воды является то, что она имеет высокую константу диэлектрической проницаемости (78). Это значит, что в воде электростатическое притяжение двух противоположно заряженных ионов снижается в 78 раз. То есть связи между ионами в кристаллах при растворении в воде становятся в 78 раз слабее и кристалл значительно легче разрушается.

Розчинюючій действия воды в той или иной мере подвластны и твердые тела, и жидкости, и газы. Имея полярную молекулу, вода принадлежит к полярным растворителям. Легче всего в ней растворяются вещества, имеющие полярные молекулы или ионные кристаллы. Хорошо растворимыми в воде и нейтральными соединениями являются глицерин и сахар, поскольку они тоже способны образовывать специфические связи с молекулами растворителя.

Постоянно контактируя с множеством веществ, вода фактически всегда представляет собой раствор различного, зачастую очень сложного состава. Вода химически не изменяется под влиянием большинства тех соединений, которые она растворяет, и не изменяет их. То есть она является инертным растворителем, что важно для живых организмов на нашей планете, так необходимые их тканям питательные вещества поступают в водных растворах в сравнительно устойчивом виде.