Что объединяет молекулы в твердые или жидкие вещества

Что объединяет молекулы в твердые или жидкие вещества? Почему кубик льда не распадается на отдельные молекулы воды? Что удерживает их вместе?

ОТВЕТ

Молекулы в твердом теле, и в гораздо меньшей степени в жидкости, притягиваются друг к другу. Откуда берется это взаимодействие? Существуют различные типы межмолекулярных взаимодействий, которые связывают молекулы в более крупные структуры. Однако они имеют общее происхождение. Все они являются результатом того, что электроны и протоны атомных ядер электрически заряжены.

Примером такого взаимодействия является ионная связь, которая отвечает, например, за образование кристаллов соли. Поваренная соль - это соединение натрия и хлора. Электроны в натрии слабо связаны с атомным ядром, а в хлоре наоборот. Там атомное ядро сильно притягивает электроны. Когда атом натрия вступает в контакт с атомом хлора, он отдает один из своих электронов атому хлора, в результате чего хлор становится отрицательно заряженным, а натрий - положительно заряженным. Противоположные заряды притягиваются друг к другу, и образуется кристалл соли. Аналогичный тип связи (ковалентная связь) имеет место во льду. 

Вода - интересное вещество, потому что существуют дополнительные взаимодействия (водородные связи), которые являются результатом структуры молекулы воды. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и атома кислорода и, грубо говоря, выглядит как треугольник с атомами по углам. Атом кислорода притягивает к себе электроны водорода, в результате чего заряд молекулы воды распределяется неравномерно. Вблизи атомов водорода имеется немного больше положительного заряда, а вблизи атомов кислорода - немного больше отрицательного заряда. Мы называем такую молекулу поляризованной. Если положить поляризованные молекулы рядом друг с другом, их противоположно заряженные части будут притягиваться друг к другу, образуя связи, называемые водородными. Водородные связи отвечают, например, за аномальное тепловое расширение воды.