Равновесные и неравновесные свойства

Тогда молекула воды может образовывать лишь две такие связи. Участвуя в таких связях, молекулы воды могут входить в состав колец или линейных цепочек с различным числом молекул. Время жизни таких агрегатов в воде в жидком состоянии невелико. Мостиковые водородные связи и соответствующие структуры могут образовываться лишь в агрегатах из большого числа, не подверженных сильному возмущению молекул воды. При малом числе молекул в агрегате (в полостях капилляров и т. п.) или при воздействии сильных полей (концентрированные растворы электролитов и др.) энергетически более выгодны кольцевые связи, т. е. образование двух изогнутых связей между двумя молекулами энергетически выгоднее, чем образование одной линейной. При малом числе молекул воды изогнутых водородных связей можно образовать больше, чем линейных.

Участвуя в колебательных движениях или уходя из ближайшего окружения данной молекулы, молекула воды должна преодолевать, соответственно, более высокий барьер при Л-связи, чем при В-связи. Поскольку Л-связь есть во льду, а Б-связь — в парах, то естественно предположить, что в воде существуют связи обоих типов и что с повышением температуры количество Л-связей убывает, а б-связей возрастает. Это не противоречит данным рентгеноструктурного анализа. Кинетические и другие свойства воды со связями А и В совершенно различны.

Вода имеет сравнительно высокую точку кипения, подтверждающую наличие сильных межмолекулярных сил в жидком состоянии, которые затрудняют переход ее молекул в парообразную фазу. Высокая точка плавления указывает на «квазикристаллическую» структуру воды, благодаря которой твердое состояние может быть образовано сравнительно легко. Плотность воды в твердом и жидком состоянии вблизи 0° С соответственно равна 0,9168 и 0,99987 г/мл, так что при плавлении вода сжимается на 8,7%.