Номер 4, страница 8 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Из чего состоит мир - номер 4, страница 8.

4. Изобразите различные уровни организации материи на примере воды.

Решение

Уровни организации материи представляют собой иерархическую структуру, где каждый последующий уровень включает в себя предыдущий как составную часть. На примере воды ($H_2O$) можно выделить следующие уровни:

1. Субатомный уровень. Это уровень элементарных частиц. Атомы водорода и кислорода, из которых состоит вода, образованы протонами, нейтронами и электронами. Протоны и нейтроны, в свою очередь, состоят из фундаментальных частиц — кварков. Электроны относятся к другому классу фундаментальных частиц — лептонам. Таким образом, на самом глубоком уровне вода представляет собой систему взаимодействующих кварков и лептонов.

2. Атомный уровень. На этом уровне элементарные частицы объединены в атомы. Молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Каждый атом водорода представляет собой систему из одного протона и одного электрона. Атом кислорода (наиболее распространенный изотоп $^{16}O$) состоит из ядра (8 протонов, 8 нейтронов) и 8 электронов.

3. Молекулярный уровень. Атомы водорода и кислорода соединяются прочными ковалентными связями, образуя одну молекулу воды — $H_2O$. Молекула воды имеет угловую (V-образную) форму с углом между связями O-H около 104,5°. Из-за разной электроотрицательности кислорода и водорода связи являются полярными, что делает всю молекулу диполем: на атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд, а на атомах водорода — частичные положительные.

4. Надмолекулярный уровень. Благодаря своей полярности, молекулы воды способны взаимодействовать друг с другом, образуя менее прочные, чем ковалентные, водородные связи. В жидкой воде эти связи постоянно образуются и разрушаются, объединяя молекулы в подвижные, кратковременные ассоциаты (кластеры). В твердом состоянии (лед) водородные связи формируют упорядоченную кристаллическую решетку. Этот уровень организации определяет уникальные физические свойства воды (например, высокую температуру кипения, поверхностное натяжение, аномальную плотность льда).

5. Макроскопический уровень. Это уровень тел и веществ, наблюдаемых нами непосредственно. Огромные совокупности молекул воды образуют макроскопические объекты в различных агрегатных состояниях: жидкость (капля, лужа, река, океан), твердое тело (льдинка, снежинка, ледник) или газ (водяной пар). На этом уровне мы описываем воду такими характеристиками, как температура, давление, объем, плотность, вязкость.

6. Планетарный уровень. В масштабах планеты вода образует гидросферу — одну из оболочек Земли, включающую в себя все океаны, моря, реки, озера, ледники, подземные воды и водяной пар в атмосфере. Круговорот воды в природе — это глобальный процесс, который связывает различные компоненты планетарной системы и играет ключевую роль в формировании климата и поддержании жизни.

7. Космический уровень. Вода является одним из самых распространенных химических соединений во Вселенной. Молекулы воды обнаружены в составе межзвездных облаков, протопланетных дисков, комет, астероидов. Вода в виде льда или пара присутствует на многих планетах (например, Марс) и их спутниках (например, Европа, Энцелад), что делает ее важным объектом для астробиологических исследований.

Ответ: Уровни организации материи на примере воды включают: субатомный (кварки и лептоны), атомный (атомы водорода и кислорода), молекулярный (молекула $H_2O$), надмолекулярный (ассоциаты молекул, соединенных водородными связями), макроскопический (вода в трех агрегатных состояниях: лед, жидкость, пар), планетарный (гидросфера планеты, круговорот воды) и космический (вода в составе комет, межзвездных облаков и на других планетах).