Îl caut pe Koristuvalnitsky

Structura apei

Ph.D. O.V. Mosin

Molecula de apă are un mic dipol care plasează sarcini pozitive și negative la poli. Fragmentele de masă și sarcina nucleului acru sunt mai mari decât nucleele inferioare de apă, apoi deșeurile electronice se acumulează în spatele nucleului acru. Când se întâmplă acest lucru, nucleele devin goale. În acest fel, întunericul electronic este de grosime variabilă. Nucleele de apă au o deficiență de densitate electronică, dar în corpul principal al moleculei, aciditatea sâmburului alb este evitată prin puterea electronilor în exces. Această structură în sine înseamnă polaritatea moleculei de apă. Dacă conectați epicentrii sarcinilor pozitive și negative cu linii drepte, veți obține o figură geometrică volumetrică - un tetraedru obișnuit.

Molecule de apă Budova (malyunok dreptaci)

Când ligamentele de apă sunt evidente, molecula de apă din piele dizolvă ligamentul de apă din prezența moleculelor de apă, creând structura ajurata a moleculei de gheață. Cu toate acestea, când apa este rară, peisajul rural este dezordonat; Aceste legături de apă sunt spontane, de scurtă durată, se rup rapid și se formează din nou. Acest lucru ar trebui să conducă la eterogenitate în structura apei.

Legături de apă între moleculele de apă (imaginea de mai jos)

Cele care au apă intermitentă în spatele depozitului au fost instalate cu mult timp în urmă. Se știe de mult timp că gheața plutește pe suprafața apei, deci grosimea gheții cristaline este mai mică, grosimea gheții este mai mică.

În mijlocul râului era un cristal de fază mai rară. Pana atunci, dupa ce se topeste la o temperatura mai mare, grosimea apei continua sa creasca si ajunge la maxim la 4C. Există o anomalie minoră în consistența apei: atunci când este încălzită de la punctul de topire până la 40 °C, aceasta se schimbă și apoi crește. Capacitatea termică a apei variază, de asemenea, nemonoton cu temperatura.

În plus, la temperaturi sub 30 °C, cu presiunea atmosferică crescută până la 0,2 GPa, vâscozitatea apei se modifică, iar coeficientul de autodifuziune este un parametru care indică fluiditatea mișcării moleculelor de apă în mod evident crește cu cât.

Pentru alte țări, importanța este inversată și nu mai este loc ca vreun parametru important să fie efectuat nemonoton, deci. a crescut inițial și, după ce a depășit valoarea critică a temperaturii, s-a schimbat rapid. Este clar că apa nu este doar o unitate, ci un amestec de două componente care sunt împărțite în funcție de putere, de exemplu, grosime și vâscozitate și, prin urmare, structură. Astfel de idei au început să apară la sfârșitul secolului al XIX-lea, pe măsură ce s-a acumulat o mulțime de date despre anomaliile apei.

Prima idee a fost că există două componente ale apei, așa cum a afirmat Whiting în 1884. Paternitatea sa este citată de E.F. Fritsman în monografia „The Nature of Water. Important Water”, publicată în 1935. În 1891, V. Rengten a descoperit că există două etape ale apei care au crescut în putere. După aceasta, a apărut multă muncă, în care apa era considerată un amestec de asociați de diferite tipuri (hidroli).

Dacă 20 de ani au determinat structura gheții, s-a dovedit că moleculele de apă din cristalin formează o rețea trivială, continuă, în care molecula pielii are patru vase în apropiere, dispuse la vârfurile unui tetraedru obișnuit. În 1933, J. Bernal și P. Fowler au presupus că o rețea similară există în apele rare. Fragmentele de apă sunt la fel de puternice ca gheața, au respectat că moleculele din ea sunt dizolvate nu ca în gheață, ci ca atomii de siliciu din mineralul tridimit, ci ca atomii de siliciu într-o formă mai puternică de cuarț de siliciu. Grosimea crescută a apei când este încălzită de la 0 la 4C a fost explicată prin prezența componentei tridimite la temperaturi scăzute. Astfel, modelul lui Bernal Fowler a păstrat elementul de două structuri, iar principala sa realizare este ideea unei rețele tetraedrice continue. Atunci a apărut faimosul aforism al lui I. Langmuir: „Oceanul este o mare moleculă”. Specificarea extremă a modelului nu a adăugat niciun suport teoriei unei singure grile.

Abia în 1951 J. Pople a creat un model de grilă continuă, care nu era atât de specific ca modelul lui Bernal Fowler. Plutește, reprezentând apa ca o rețea tetraedrică poligonală, legăturile dintre molecule într-un fel de curbură și variază foarte mult. Modelul lui Pople explică întărirea apei în timpul topirii până la îndoirea ligamentelor. Când au apărut primele modificări în structura gheții II și IX în anii 60-70, a devenit clar că curbura ligamentelor ar putea duce la o întărire a structurii. Modelul lui Pople nu a putut explica nemonotonitatea persistenței puterii în apă în funcție de temperatură și presiune, precum și modelele celor două stări. Prin urmare, ideea celor două tabere a fost împărtășită de mulți oameni de mult timp.

Dar în cealaltă jumătate a secolului al XX-lea nu era posibil să se fantezi despre depozit și hidroli la fel de mult ca la începutul secolului. Se știa deja cum s-a topit gheața și hidratul de cristal, iar ei știau multe despre legătura de apă. Pe lângă modelele continuum (modelul lui Pople), au fost identificate două grupuri de modele mixte: cluster și clatrat. În primul grup, apa a apărut în grupuri de molecule legate prin legături de apă, care au plutit într-o mare de molecule care nu au luat parte la astfel de legături. Modelele unui alt grup au văzut apa ca pe o rețea neîntreruptă (numită cadru în acest context) de ligamente de apă care rețin părți goale; care adăpostesc molecule care formează legături cu moleculele cadrului. Nu este important să se selecteze astfel de puteri și concentrații ale celor două microfaze ale modelelor de cluster sau putere la cadrul și stadiul de completare a modelelor de clatrat goale pentru a explica toate puterile apei, inclusiv celebrele anomalii.

Dintre modelele de cluster, cel mai izbitor a fost modelul lui G. Nemeti și H. Sheraghi.: imaginile lor, care înfățișează grupuri de molecule legate care plutesc într-o mare de molecule nelegate, au crescut pentru a include multe monografii

Primul model de tip clatrat a fost dezvoltat în 1946 de O.Ya.Samoilov: apa reține o rețea de ligamente de apă asemănătoare cu gheața hexagonală, ale căror părți goale sunt parțial umplute cu molecule monomerice. L. Pauling în 1959 a creat o altă opțiune, presupunând că baza structurii ar putea fi o rețea de legături, alimentată de anumiți hidrați cristalini.

De-a lungul celeilalte jumătăți a anilor 60 și începutul anilor 70, cineva se teme de convergența tuturor acestor opinii. Au fost dezvăluite variante de modele de cluster, în care ambele microfaze au molecule conectate prin legături de apă. Susținătorii modelelor de clatrat au început să permită formarea de legături de apă între moleculele goale și cele ale cadru. Deci, de fapt, autorii acestor modele văd apa ca pe o rețea neîntreruptă de conexiuni de apă. Și vorbim despre cât de eterogen este această plasă (de exemplu, din punct de vedere al grosimii). Fenomenele despre apă, despre clusterele legate de apă care plutesc pe mare de molecule de apă coezive, s-au încheiat la începutul anilor 1990, când G. Stanley a dezvoltat teoria percolării la modelul apei, care descrie apelul. a trece apa.

U 1999 r. Vidomy anchetatorul rus S.V. Zenin și-a finalizat teza de doctorat la Institutul de Probleme Medicale și Biologice al Academiei Ruse de Științe, dedicată teoriei clusterelor, care a devenit etapa principală în cercetarea sa directă, a cărei complexitate este evidentă din ceea ce sunt despre știința trei științe: fizică, chimie și biologie. Ne bazăm pe datele colectate prin trei metode fizice și chimice: refractometrie (S.V. Zenin, B.V. Tyaglov, 1994), cromatografia de înaltă performanță (S.V. Zenin și colab., 199 8) și rezonanța magnetică a protonilor (C S.V. Zenin, 1993) a inspirat și dezvoltat un model geometric al formării structurale stabile de bază a moleculelor de apă (apa structurată), iar apoi (S.V. Zenin, 2004) au fost luate imagini ale acestor structuri folosind un microscop cu fază de contrast.

Știința a demonstrat că particularitățile proprietăților fizice ale apei și numeroasele legături de apă de scurtă durată dintre atomii lichizi ai apei și aciditatea din molecula de apă creează flexibilitate pentru crearea de structuri speciale-asociați (clusters), Primirea, stocarea și transmite diferite tipuri de informații.

Unitatea structurală a unei astfel de ape este un grup care constă din clatrați, a cărui natură este influențată de forțele coulombiene îndepărtate. Structura clusterelor codifică informații despre interacțiunile care au loc cu aceste molecule de apă. La grupurile de apă ale rahunov, mile reciproce cu stupefents cu stelele atomilor miga cu atomi, apa este puternică a Protonului de Migrare (H+) de-a lungul mecanismului mecanizat ecotofatic, pentru a pretinde DILALAKAISIA a Mesh-ului de proton al clusterului.

Apa, care constă din multe grupuri de diferite tipuri, creează o structură ierarhică expansivă rare-cristalină care poate fi comprimată și salvată o mare cantitate de informații.

Cel mic (V.L. Voeykov) este ca un fund, cu diagrame ale unora dintre cele mai simple structuri de cluster.

Posibile structuri ale clusterelor de apă

Câmpurile fizice de natură diferită pot fi purtătoare de informații. Astfel, a fost stabilită posibilitatea interacțiunii informaționale de la distanță între structura rar-cristalină a apei și obiectele de diferite naturi cu ajutorul câmpurilor electromagnetice, acustice și de altă natură. Obiectul care curge înăuntru poate fi o persoană.

Apa este o sursă de vibrații electromagnetice slabe și slabe. Cea mai haotică vibrație electromagnetică este creată de apa structurată. În acest caz, poate exista o inducție a unui câmp electromagnetic similar, care modifică caracteristicile structurale și informaționale ale obiectelor biologice.

Prin tragerea stâncilor rămase, au fost jefuite importante tributuri aduse autorităților de apă suprarăcită. Este dificil să opriți apa la temperaturi scăzute, fragmentele din ea vor fi lăsate să devină mai reci, mai scăzute decât alte temperaturi. Cristalizarea apei, de regulă, începe pe diferite neomogenități, fie pe pereții vasului, fie pe particulele plutitoare ale caselor solide. Prin urmare, nu este ușor de știut temperatura la care apa suprarăcită a cristalizat instantaneu. Recent, temperatura așa-numitei nucleări omogene, când cristalele sunt iluminate cu gheață pe întregul volum, atinge o presiune de până la 0,3 GPa, astfel încât sferele de topire sunt umplute cu gheață II.

Sub presiunea atmosferică până la limita care separă gheața I și II, temperatura scade de la 231 la 180 K, apoi crește ușor până la 190 K. Sub această temperatură critică, apa este rareori posibilă în principiu.

Structura gheții (malyunok dreptaci)

Cu toate acestea, există un mister asociat cu această temperatură. La mijlocul anilor optzeci, a fost descoperită o nouă modificare a gheții amorfe cu grosime mare, iar aceasta a contribuit la renașterea conceptului de apă ca o combinație a doi factori. Prototipurile au fost văzute nu ca structuri cristaline, ci ca structuri de gheață amorfa de diferite grosimi. Acest concept a fost formulat cel mai diferit de E.G. Poniatovsky și V.V. Sinitsin, care au scris în 1999: „Apa este absorbită ca urmare a defalcării regulate a două componente, modificări locale în care indică noua ordine de modificare a gheții amorfe”. Mai mult, luând în considerare ordinea pe distanță scurtă a apei suprarăcite la presiune înaltă folosind metode de difracție cu neutroni, a fost acum posibilă identificarea componentelor care corespund acestor structuri.

Ca urmare a polimorfismului gheții amorfe, s-a presupus, de asemenea, că apa a fost separată în două componente, astfel încât acestea să nu se amestece la o temperatură sub ipoteticul punct critic de temperatură scăzută. Din păcate, conform evaluării cercetătorilor anteriori, această temperatură la o presiune de 0,017 GPa este cu 230 K mai mică decât temperatura de nucleare, așa că nimeni nu a reușit încă să prevină dizolvarea apei rare. Astfel, renașterea modelului celor două stări a ridicat problema eterogenității rețelei de ligamente de apă în apele rare. Înțelegerea acestei eterogenități este posibilă doar cu ajutorul modelării computerizate.

Vorbind despre structura cristalină a apei, trebuie remarcat faptul că există 14 modificări ale gheții, Cele mai multe dintre ele nu se găsesc în natură, în care moleculele de apă își păstrează individualitatea și sunt conectate prin legături de apă. Pe de altă parte, nu există opțiuni pentru rețeaua de legături de apă în hidrați de clatrați. Energia acestor site (gheață de înaltă presiune și hidrați de clatrați) nu este cu mult mai mare decât energia gheții cubice și hexagonale. Prin urmare, fragmente din astfel de structuri pot apărea în ape rare. Este posibil să se construiască fără fragmente neperiodice diferite, moleculele în care se deplasează de-a lungul vaselor cele mai apropiate, distribuite aproximativ de-a lungul vârfurilor tetraedrului, dar în acest caz structura lor nu seamănă cu structurile modificărilor cunoscute ale gheții. După cum arată analiza numerică, energiile de interacțiune ale moleculelor din astfel de fragmente vor fi aproape de unu și nu există niciun motiv să spunem că orice structură trebuie să supraviețuiască în apă rară.

Studiile structurale ale apei pot fi realizate folosind o varietate de metode; spectroscopie de rezonanță magnetică de protoni, spectroscopie în infraroșu, difracție de raze X etc. De exemplu, difracția schimburilor de raze X și îndepărtarea neutronilor au fost studiate de multe ori. Rapoartele Prote despre structură și experimente nu pot fi datate. Neomogenitățile care variază în grosime ar putea fi detectate prin împrăștierea razelor X și a neutronilor sub corpuri mici, dar astfel de neomogenități pot fi la fel de mari ca sute de molecule de apă. Era posibil să scăpați de ele și să urmăriți strălucirea luminii. Cu toate acestea, apa este, de asemenea, o sălbăticie clară. Un singur rezultat al experimentelor de difracție este funcția diviziunii radiale, astfel încât între atomi să fie acid, apă și acid-apă. Din ele reiese clar că nu există un aranjament îndepărtat al moleculelor de apă. Aceste funcții ale apei dispar din ce în ce mai des, mai rar în alte țări. De exemplu, împărțirea relațiilor dintre atomii de acizi la o temperatură apropiată de temperatura camerei dă doar trei maxime, la 2,8, 4,5 și 6,7. Primul maxim corespunde ridicării la cele mai apropiate vase, iar valoarea lui este aproximativ aceeași cu racordul de apă. Celălalt maxim este aproape de marginea mijlocie a tetraedrului: este probabil ca moleculele de apă din gheața hexagonală să se răspândească de-a lungul vârfurilor unui tetraedru descris în jurul moleculei centrale. Iar al treilea maxim, expresiile sunt și mai slabe, indică creșterea unei rețele de apă la a treia și mai îndepărtate vase. Acest maxim nu este foarte luminos și nu se menționează alte intrări. Ați încercat să extrageți informații detaliate din aceste divizii? Deci, în 1969, echipele lui I.S.Andrianov și I.Z.Fisher au găsit diferențe până la a opta navă, cu care până la a cincea navă era egală cu 3, iar până la a șasea - 3,1. Acest lucru ne permite să obținem date detaliate despre ascuțirea pe distanță lungă a moleculelor de apă.

O altă metodă de investigare a structurii este difracția cu neutroni pe cristale de apă, care funcționează în același mod ca și difracția cu raze X. Cu toate acestea, deoarece după dispersia neutronilor separarea diferiților atomi nu este atât de mare, metoda de substituție izomorfă devine neplăcută. De fapt, ar trebui să lucrați dintr-un cristal a cărui structură moleculară a fost deja determinată aproximativ prin alte metode. Apoi pentru ce cristal se măsoară intensitatea difracției neutronilor. Aceste rezultate sunt urmate de o transformare Fouriere, moment in care se calculeaza intensitatile si fazele neutronilor, calculate in functie de conditiile atomilor neaposi, apoi. atomi de aciditate, a căror formare este vizibilă în modelul de structură. Apoi, harta Fourier a atomilor de apă și deuteriu, desenată în acest fel, este reprezentată cu valori mai mari, mai mici decât harta densității electronilor, deoarece Contribuția acestor atomi în analiza neutronilor este foarte mare. Folosind harta puterii, puteți, de exemplu, să calculați pozițiile atomilor de apă (tăria negativă) și deuteriu (tăria pozitivă).

Există o varietate a acestei metode, care constă în faptul că cristalul, care, după ce s-a așezat lângă apă, este vizibil în fața lumii în apropierea apei importante. Și aici, difracția cu neutroni face posibilă determinarea descompunerii atomilor și a apei și dezvăluie că aceștia sunt schimbati cu deuteriu, care este deosebit de important pentru schimbul de izotopi (H-D). Aceste informații ajută la confirmarea că structura a fost instalată corect.

Alte metode vă permit să studiați dinamica moleculelor de apă. Aceste experimente includ împrăștierea neutronilor cvasi-primăvară, spectroscopie IR suprapusă și studiul difuziei apei folosind RMN sau etichetarea atomilor cu deuteriu. Metoda spectroscopiei RMN se bazează pe faptul că nucleul unui atom de apă are un moment-spin magnetic, care interacționează cu câmpuri magnetice, constante și variabile. Potrivit spectrului RMN, pot exista semne în care atomii și nucleele ascuțite să conțină, în acest fel, informații despre structura moleculei.

Ca rezultat al experimentelor cu disiparea cvasi-primavară a neutronilor în cristalele de apă, cel mai important parametru este coeficientul de autodifuzie la diferite presiuni și temperaturi. Pentru a judeca coeficientul de autodifuzie al dispersiei cvasi-primavare a neutronilor, este necesar să se facă ipoteze despre natura fluxului molecular. Pe măsură ce duhoarea se prăbușește ca modelul lui Ya. I. Frenkel (un fizician teoretician proeminent, autor al „Teoriei Kinetice a lui Ridin” - o carte clasică tradusă într-o bogăție de limbaj), numit și modelul „curățarea loviturilor”, apoi la o oră de viață stabilită (o oră între tunsori) moleculele devin 3,2 picosecunde. Noile metode de spectroscopie laser femtosecundă au făcut posibilă estimarea orei de viață a unei legături de apă rupte: un proton necesită 200 fs pentru a găsi un partener. Totuși, totul este de dimensiune medie. Detaliile naturii moleculelor de apă pot fi determinate numai folosind modelarea computerizată, care este uneori numită un experiment numeric.

Așa arată structura apei pe baza rezultatelor modelării computerizate (conform datelor doctorului în științe chimice G.G. Malenkov). Structura fără fret poate fi împărțită în două tipuri de regiuni (prezentate prin cercuri întunecate și luminoase), care sunt legate de viața de zi cu zi, de exemplu, datoria edrului bogat Voronoi (a), nivelul tetraedric al celei mai apropiate clarități ( b), valorile energiei potențiale ii (c), precum și pentru prezența a patru ligamente de apă în molecula pielii (d). Cu toate acestea, aceste zone trebuie să își schimbe literalmente rotația după câteva picosecunde.

Modelarea se realizează astfel. Luați structura cu gheață și încălziți-o până se topește. Apoi, după zece ore, până când apa a uitat de mișcarea cristalină, sunt făcute microfotografiile lui Mitt.

Pentru a analiza structura apei, sunt selectați trei parametri:
- pasul de evidenţiere a ascuţirii locale a moleculei de la vârfurile unui tetraedru regulat;
-Energia potențială a moleculelor;
- Obsedat de așa-zisul bogat-hedron Voronoi.

Pentru a crea acest poliedru, luați o margine de la o moleculă dată la cea mai apropiată, împărțiți-o la jumătate și prin acest punct trageți un plan perpendicular pe margine. Se dovedește că o moleculă cade. Toate poliedrele au rezistență, tetraedralitate, stadiul de interacțiune a legăturilor de apă, energie, stadiul de stabilitate a configurației moleculelor. Moleculele cu valori similare ale parametrilor pielii sunt grupate în jurul unor grupuri. Zonele cu densitate scăzută și mare au valori energetice diferite și pot avea aceleași valori. Experimentele au arătat că zonele cu grupuri diferite se dezvoltă spontan și se dezintegrează spontan. Întreaga structură a apei este vie și în continuă schimbare, iar ora în care apar aceste schimbări este chiar scurtă. Cercetătorii au urmărit mișcările moleculelor și au realizat că există vibrații neregulate cu o frecvență de aproximativ 0,5 ps și o amplitudine de 1 angstrom. De asemenea, ne-am ferit de rarele reduceri extreme ale angstrom-urilor care durează în picosecunde. În 30 ps, ​​cu Zahal, o moleculă se poate mișca cu 8-10 angstromi. Ora de viață a comunității locale nu este lungă. Regiunile compuse din molecule cu valori similare ale bogatului edr Voronoi se pot dezintegra în 0,5 ps și pot trăi pentru câteva picosecunde. Iar axa împărțită orele de viață a racordurilor de apă este și mai mare. Ora medie este de 40 ps, ​​iar valoarea medie este ps.

Când ați terminat, vă rugăm să indicați asta Teoria clusterelor de apă are o mulțime de capcane. De exemplu, Zenin admite că principalul element structural este un grup de apă cu 57 de molecule, compus din mai multe dodecaedre. Mirosurile formează fețele articulare, ca centrele care creează un tetraedru obișnuit. Că moleculele de apă pot crește pe vârfurile unui dodecaedru pentagonal este cunoscut de mult timp; Acest dodecaedru este baza hidraților de gaz. Prin urmare, nu este nimic surprinzător în ceea ce privește presupunerea existenței unor astfel de structuri în apă, deși s-a spus deja că fiecare structură specifică nu poate avea nicio importanță și nu poate fi distrusă mult timp. Este uimitor că acest element este transferat în cel principal și există exact 57 de molecule înaintea lui. De exemplu, puteți selecta aceleași structuri care sunt formate din dodecaedre, care se alătură una cu alta și care conțin 200 de molecule. Zeninul se întărește datorită polimerizării trivimerice a apei și este format din 57 de molecule. Asociații mai mari, după părerea mea, nu sunt de vină. Totuși, dacă ar fi așa, vaporii de apă nu ar fi capabili să formeze cristale de gheață hexagonală într-o pătură, ceea ce ar elimina marele număr de molecule legate între ele prin legături de apă. Este clar de ce creșterea clusterului Zenin este limitată la 57 de molecule. Pentru a evita confuzia, Zenin împachetează grupuri într-un romboedru ușor pliabil cu cât mai multe mii de molecule, iar grupurile de ieșire nu se formează unul cu altul. De ce? De ce difera moleculele de la suprafata de cele din mijloc? În opinia lui Zenin, straturile de grupări hidroxil se află pe suprafața romboizilor și asigură memoria apei. De asemenea, moleculele de apă din aceste mari complexe sunt fixate rigid, iar complexele în sine sunt corpuri solide. O astfel de apă nu curge, iar temperatura de topire, care este legată de greutatea moleculară, este responsabilă pentru a fi foarte ridicată.

Cum explică modelul lui Zenin puterea apei? Fragmentele din centrul modelului sunt spori tetraedrici, care pot fi utilizați atât în ​​lume, cât și în datele despre difracția razelor X și a neutronilor. Cu toate acestea, este puțin probabil ca modelul să poată explica modificarea grosimii în timpul topirii - ambalajul dodecaedrelor este gheață mai subțire, mai joasă. Cel mai important este să folosiți un model cu putere-fluiditate dinamică, valori mari ale coeficientului de autodifuzie, ceasuri mici de corelație și relaxare dielectrică, care vibrează în picosecunde.

Ph.D. O.V. Mosin

Lista de referinte:
G.G. Malenkov. Progrese în chimia fizică, 2001
S.V.Zenin, B.M. Polanuer, B.V. Tyagliv. Confirmarea experimentală a prezenței fracțiilor de apă. G. Medicina homeopata si acupunctura. 1997. Nr 2.P.42-46.
S.V. Zenin, B.V. Tyagliv. Model hidrofob al structurii moleculelor de apă asociate. J. Fizechimie.. 1994. T. 68. Nr. 4. P. 636-641.
S.V. Zenin Investigarea structurii apei prin rezonanță magnetică a protonilor. Dokl.RAN.1993.T.332.Nr.3.S.328-329.
S.V.Zenin, B.V.Tyaglov. Natura interacțiunii hidrofobe. Vinovatul orientării câmpurilor în câmpuri de apă. J. Fizechimie.. 1994. T. 68. Nr. 3. P. 500-503.
S.V. Zenin, B.V. Tyaglov, G.B.Sergeev, Z.A. Şabarova. Investigarea interacțiunilor intramoleculare în nucleotidemide folosind metoda RMN. Materialele celei de-a 2-a Conf. Prin dinamică Stereochimie. Odesa.1975.p.53.
S.V. Zenin. Structurarea sistemului de alimentare cu apă este baza pentru gestionarea comportamentului și siguranței sistemelor vii. Disertație. Doctor în științe biologice. Centrul de Știință de Stat „Institutul de Probleme Medicale și Biologice” (DSC „IMBP”). Furat 1999. 05. 27. UDC 577.32: 57.089.001.66.207 str.
V.I. Slesarev. Despre Vikonanny NDR

Astăzi vorbim despre puterea zăpezii și a gheții. Varto clarifică faptul că krigas-urile sunt create nu numai din apă. Crema de gheață de apă este amoniacul și metanul. Recent a apărut gheața carbonică. Puterile lui sunt unice, ne vom uita la ele puțin mai târziu. Se vindecă după congelarea acidului carbonic. Gheața carbonică își ia numele de la faptul că atunci când este bronzată, nu epuizează gheața. Dioxidul de carbon, care se află în depozitul său, este imediat vaporizat într-o plantă înghețată.

gheață Vyznachennya

În primul rând, să aruncăm o privire la gheața care vine din apă. În mijloc există glazuri cristaline obișnuite. Gheața este un mineral natural care este îndepărtat atunci când apa îngheață. O moleculă a aceleiași substanțe se leagă de multe molecule din apropiere. S-a remarcat că o astfel de structură internă este cimentată cu diverse pietre și minerale scumpe. De exemplu, astfel de pietre conțin diamant, turmalină, cuarț, corindon, beril și altele. Moleculele sunt dispuse într-o rețea cristalină. Puterea apei și a gheții înseamnă că grosimea unei astfel de gheață va fi mai mică decât grosimea apei, indiferent de vinul creat. Prin urmare, kriga plutește pe suprafața apei și nu se scufundă în ea.

Milioane de kilometri pătrați de gheață

Știți câtă gheață este pe planeta noastră? Pe baza cercetărilor actuale, pe planeta Pământ există aproximativ 30 de milioane de kilometri pătrați de apă înghețată. După cum ați ghicit deja, este important ca cea mai mare parte a acestui mineral natural să se găsească pe calotele glaciare polare. În unele localități, lungimea pârtiei este de 4 km.

Cum să scapi de gheață

Nu este deloc ușor să câștigi bani. Acest proces nu este mare lucru, deoarece nu necesită abilități speciale. Acest lucru necesită o temperatură scăzută a apei. Acesta este același proces de a face gheață. Apa este înghețată dacă termometrul tău arată o temperatură sub 0 grade Celsius. Apa începe procesul de cristalizare din cauza temperaturilor scăzute. Moleculele vor fi aranjate într-o structură complet ordonată. Acest proces se numește crearea de garats cristalini. Cu toate acestea, este proaspăt în ocean, în mediul rural și în congelator.

Urmărirea procesului de congelare

În timpul cercetărilor pe tema apei înghețate, am descoperit recent că particulele cristaline se formează în apropierea vârfului apei. La suprafață încep să apară bețișoare microscopice. Mirosurile îngheață între ele pe tot parcursul anului. Din când în când, la suprafața apei apare cel mai subțire plutitor. Rezervoarele mari îngheață mult mai des decât oricând cu apă solidă. Acest lucru se datorează faptului că vântul bate și balansează suprafața lacului, râului sau râului.

Križani Mlinci

Am efectuat încă un exercițiu de precauție. Deoarece la temperaturi scăzute, frigul se topește, cele mai subțiri topituri sunt colectate într-o matriță cu diametrul de aproximativ 30 cm. Apoi se îngheață într-o bilă, a cărei grosime nu este mai mică de 10 cm. Pe fundul matriței, un minge nouă îngheață gheața. Așa este creat acest tip de acoperire țipătoare. Merită să rețineți: gheața limpede va fi de câteva ori mai valoroasă decât gheața albă. Ecologiștii au observat că gheața de 5 centimetri este vizibilă pe pielea unei persoane adulte. O minge de 10 cm este construită pentru a arăta o mașină de pasageri, dar este o reamintire că ieșirea pe gheață primăvara și primăvara nu este sigură.

Puterea zăpezii și a gheții

Fizicienii și chimiștii au petrecut o oră tulburătoare în puterea gheții și a apei. Este foarte important, iar puterea gheții este, de asemenea, importantă pentru oameni - aceste clădiri se pot topi cu ușurință chiar și dincolo de temperaturile zero. Ale pentru știință importantă altă putere fizică a gheții:

• Există o perspectivă în gheață, așa că este bine să treacă lumina însorită;
• Bareness - gheața nu are culoare, dar poate fi preparată cu ușurință cu ajutorul aditivilor de culoare;
• duritate - masele Krizhan își păstrează în mod miraculos forma fără coji exterioare;
• planeitatea - aceasta nu este puterea gheții, puterea mineralelor în niciun caz;
• crocant – o bucată de gheață poate fi tocată ușor fără a aplica o forță mare;
• clivaj - gheața se rupe cu ușurință în aceste locuri, unde curge de-a lungul unei linii cristalografice.

Gheață: putere și puritate

În spatele depozitării sale, gheața are un nivel ridicat de curățenie; resturile cristaline nu privează un loc liber de diferite molecule terțe. Când apa îngheață, tot felul de case atârnă acolo, de parcă s-ar fi stricat. Astfel, puteți extrage cu ușurință apă purificată din chiuvetele de acasă.

Ale deyaki rechovini zdatni zagalmovovat procesul de înghețare a apei. De exemplu, este aproape de apa mării. Gheața de lângă mare se întărește doar la temperaturi foarte scăzute. Este uimitor că procesul de înghețare a apei a promovat rapid autocurățarea în diferite case de-a lungul a mai multor milioane de ani.

Secretele gheții carbonizate

Particularitatea acestei gheață este că conține cărbune lângă depozitul său. O astfel de gheață se întărește doar la temperaturi de -78 de grade, dar nici măcar sub -50 de grade. Gheața uscată, pe care autoritățile vă permit să săriți peste etapa lichidă, creează abur atunci când este încălzită. Gheața uscată, ca și vărul său - gheața de apă, nu are miros.

Știi unde să înghețe gheață carbonică? Este important ca autoritățile să folosească acest mineral atunci când transportă produse alimentare și medicamente către destinații îndepărtate. Iar granulele acestei gheață s-au stins cu benzină. De asemenea, dacă gheața este uscată, se creează o ceață densă, astfel încât să poți sta pe platforme importante pentru a crea efecte speciale. Poți lua cu tine crema, suprainfuzată, gheață carbonică într-o drumeție în pădure. Chiar dacă se află în rezervor, îndepărtează țânțarii, diverși dăunători și rozătoare.

Atâta timp cât autoritățile sunt în zăpadă, ne putem proteja pielea de iarnă cu această frumusețe uimitoare. Chiar și fulgul de zăpadă al pielii ia forma unui hexagon - fără greș. Cu toate acestea, în ciuda formei lor în șase tăieturi, fulgii de zăpadă pot arăta diferit. Formarea pielii este influențată de umiditatea de la vânt, presiunea atmosferică și alți agenți naturali.

Puterea apei, a zăpezii și a gheții este uimitoare. Este important să știți numărul de autorități din apă. De exemplu, există un loc în care puteți umple formularul vasului și îl puteți turna în el. Când apa îngheață, se extinde, la fel și memoria. Este conceput pentru a-și aminti excesul de energie, iar atunci când este înghețat, „aruncă” informațiile pe care le-a colectat.

Ne-am uitat la mineralul natural - gheața: putere și yoghinitate. Continuați să vă mestecați știința, este foarte politicos și korisno!

Sarcinile pozitive ale unei molecule de apă sunt asociate cu atomii

Vodnya Sarcinile negative înseamnă electroni de valență

acru. Nu este posibil ca ei să se dizolve reciproc într-o moleculă de apă

desenează un tetraedru simplu.

Cum s-a mutat molecula în gheață?

Nu există molecule speciale în gheață. Moleculele de apă de natura lor miraculoasă sunt unite în gheață una câte una, astfel încât pielea lor să fie tricotată și ascuțită de alte molecule. Dacă transformi gheața într-o structură pufoasă, vei fi lipsit de o băutură bogată. Adevărata calitate cristalină a gheții apare în finețea minunată a fulgilor de nea și în frumusețea floarea soarelui înghețată de pe conurile înghețate.

B n uzu - schematic dizolvarea nucleelor ​​atomice in apa si aciditatea in moleculele de apa, care a creat o retea cristalina pentru gheata. Vgori- molecule de apă care au creat cristalul din economiile la scara carcasei electronice. Transformați structura gheții înapoi în puf.

Cum s-au deplasat moleculele de apă spre apă?

Păcat că mâncarea oferită este departe de a fi suficientă. Structura moleculelor din apa rară este și mai complexă. Când gheața se topește, acum

Structura este adesea păstrată lângă apă, care este apoi stabilizată. Moleculele din apa dezghețată sunt compuse din multe molecule simple - agregate care păstrează puterea gheții. La temperaturi ridicate, unele dintre ele se dezintegrează și dimensiunile lor devin mai mici.

Este reciproc dificil până la punctul în care dimensiunea medie a unei molecule de apă pliate în apă rară depășește semnificativ dimensiunea unei molecule de apă. Astfel de ape moleculare superordonate își subsumează puterile fizico-chimice superordonate,

La ce temperatura fierbe apa?

Tse pitannya, zvichaynno, minunat. Dacă apa fierbe peste o sută de grade. Asta stie pielea. Mai mult, este clar pentru toată lumea că temperatura de fierbere a apei la o atmosferă este setată ca punct de referință al scalei de temperatură, desemnat mental 100°C.

Prote food este setat diferit: la ce temperatură fierbe apa? Nici măcar temperatura de fierbere a diferitelor tipuri de vinuri nu este identică. Ele se află în poziția elementelor care intră în compoziția moleculelor lor în sistemul periodic al lui Mendelev.

Cu cât numărul atomic al elementului este mai mic, cu atât numărul atomic este mai mic, cu atât punctul de fierbere al elementului este mai mic. Apa din spatele depozitului de produse chimice poate fi numită hidrură acidă. H2Ti, H2Se și H2S sunt analogi chimici ai apei. Ținând evidența temperaturilor lor de fierbere și ajustându-le pe măsură ce temperaturile de fierbere ale hidrurilor din alte grupuri ale sistemului periodic se schimbă, este posibil să se determine cu exactitate temperatura de fierbere a oricărei hidruri, precum și a oricărei alte ednannya. Mendelev însuși a folosit această metodă pentru a transfera puterea elementelor chimice semi-critice.

Dacă calculezi punctul de fierbere al hidrurii acide în poziția sa în tabelul periodic, vei descoperi că apa fierbe la 80° sub zero. Deci apa fierbe la aproximativ o sută optzeci de grade mai mare decât punctul de fierbere. Temperatura apei de fierbere - la cea mai simplă și mai puternică - pare a fi extremă și uluitoare.

Acum încercați să vă dați seama că apa și-a pierdut capacitatea de a crea molecule pliante, asociate. Atunci, probabil, ar fierbe prea scăzut la acea temperatură, ceea ce este în concordanță cu legea periodică. Ce s-ar întâmpla atunci pe Pământul nostru? Oceanele fierb ca naiba. Pământul nu poate rămâne fără picături de apă, iar picăturile de apă nu mai pot apărea niciodată pe cer... Chiar și în atmosfera mai rece a pământului, temperatura nu scade niciodată sub minus 80° - minus 90°C.

La ce temperatură îngheață apa?

Nu-i așa că mâncarea nu este mai puțin minunată, indiferent de ce? Ei bine, cine nu știe că apa îngheață la zero grade? Acesta este celălalt punct de referință al termometrului. Aceasta este puterea esențială a apei. Și în ce tip de apă poate fi aplicată, la ce temperatură apa trebuie să înghețe din cauza naturii sale chimice. Se pare că hidrura acidă, venită din poziția sa pe tabelul periodic, are o duritate la o sută de grade sub zero.

Dintre cele 14 forme cunoscute de apă solidă din natură astăzi, există doar una - gheață. Altele sunt create în minți extreme și laboratoare speciale nu sunt disponibile în scopuri de precauție. Cea mai mare putere a gheții este diversitatea extraordinară a manifestărilor externe. Cu aceeași structură cristalină, vinurile pot arăta complet diferit, forme umflate de grindină și așchii limpezi, plastice de zăpadă pufoasă, murături groase și lucioase pe câmpul nou de zăpadă sau mase uriașe de gheață.

Micul oraș japonez Kaga, situat la periferia orașului Honshu, are un muzeu extraordinar. Zăpadă și gheață. După ce a adormit, Ukihiro Nakaya, prima persoană, a început să simtă în laborator fulgi de zăpadă artificiali, la fel de frumoși ca cei care cad din cer. La al cărui muzeu, din toate părțile, se pot vedea cele corecte cu șase straturi, deoarece aceeași - hexagonală - simetrie a cristalelor de putere ale marii gheațe (înainte de vorbire, cuvântul grecesc kristallos, vlasne, adică „gheață”) . Vaughn înseamnă o mulțime de puteri unice și fulgi de zăpadă fluturași, cu toată varietatea lor infinită, dimensiunea formei ochiului este de șase, uneori trei sau doisprezece, sau chiar dacă - z chotirma sau p'yatma.

Molecule în ajurat

Soluția la structura apei solide din moleculă. H2O poate fi văzut pur și simplu sub forma unui tetraedru (o piramidă cu o bază tributară). În centru se află gudron, la cele două vârfuri este apă, sau mai precis, un proton, ai cărui electroni formează o legătură covalentă cu gudronul. Cele două vârfuri care lipsesc ocupă perechi de electroni de valență și nu participă la crearea legăturilor moleculare interne, motiv pentru care sunt numite non-sharing.

Când un proton al unei molecule interacționează cu o pereche de electroni neîmpărțiți, aciditatea altei molecule produce o legătură apoasă, o legătură intramoleculară mai slabă, mai slabă, pentru a reduce presiunea aceleași molecule. Molecula pielii poate crea simultan mai multe legături de apă cu alte molecule sub piele, ceea ce nu permite formarea structurii groase atunci când este înghețată. Acest cadru invizibil de ligamente de apă conține molecule care arată ca o plasă ajurata cu canale goale. Când gheața este încălzită, se prăbușește rapid: moleculele de apă încep să cadă în plasa goală, ceea ce duce la o structură groasă a lichidului, motiv pentru care apa este importantă pentru gheață.

Gheața, care se întărește sub presiunea atmosferică și se topește la 0 ° C, este cea mai importantă, dar încă nu este pe deplin înțeleasă. Există multe lucruri care par neașteptate în această structură și guvernare. La nodurile rețelei cristaline, atomii de gheață și acid sunt aranjați în ordine, formând șase piese regulate, iar din atomii de apă se ocupă diferitele poziții ale îmbinărilor. Acest comportament al atomilor este atipic - de regulă, în rășina solidă totul respectă aceeași lege: toți atomii sunt aranjați ordonat, și deci cristalin, sau într-o manieră liniară, și deci rășină amorfă.

Este important să topești gheața, indiferent cât de minunat ar suna. Nu existau ligamente de apă care să topească moleculele de apă, topindu-se la –90°C. În acest caz, la congelare, apa nu se modifică în compoziția sa, deoarece provine din mai multe lichide, ci crește datorită faptului că creează o structură ajurata pentru gheață.

Gheața este adusă în „canapele” și generarea de vibrații electromagnetice este generată de cristalele care cresc. Se știe de mult timp că majoritatea daunelor cauzate de apă nu sunt transferate pe gheață, când începe să crească, pur și simplu îngheață. Prin urmare, claritatea și claritatea vederii vor fi aduse în inima lui Kalyuzhi. Casele se acumulează între substanțele solide și rare, care arată ca două bile de sarcini electrice de semne diferite, care au ca rezultat o diferență semnificativă de potențial. Casa de bile de încărcare se mișcă simultan de la limita inferioară a gheții tinere și produce bobine electromagnetice. Cu toate acestea, procesul de cristalizare poate fi observat în detaliu. Deci, Crystal, creșterea creșterii lui Vygughhmi, Vypromіnyu іnakshe, nіzh care strigă în coloana vertebrală și boabele Vypromіnyuvannya, vâslirea, vinnia, vinica, dacă cristalul este păcălit. Forma, consistența, frecvența și amplitudinea impulsurilor de vibrație pot fi utilizate pentru a determina fluiditatea cu care gheața îngheață și formarea structurii gheții.

Gheață greșită

În forma dura, apa are, printre alte date, 14 modificări structurale. Unele dintre ele sunt cristaline (majoritatea dintre ele), iar altele sunt amorfe, și totuși apar una din cealaltă datorită expansiunii reciproce a moleculelor și forțelor de apă. Este adevărat că totul, în afară de gheața care ne este familiară, se rezolvă în mințile exotice - din cauza temperaturilor foarte scăzute și a presiunilor ridicate, atunci când legăturile de apă din molecula de apă se schimbă și se stabilesc sisteme, adică un hexagon alnoye. De exemplu, la temperaturi sub -110 ° C, vaporii de apă precipită pe o placă metalică sub formă de octaedre și cuburi de câțiva nanometri - numite gheață cubică. Dacă temperatura gheții este mai mare de -110 °, iar concentrația de abur este foarte scăzută, pe placă se formează o minge de gheață solidă amorfă.

Cele două modificări rămase la gheață - XIII și XIV - au fost introduse de la Oxford destul de recent, în 2006. A fost important de confirmat profeția de acum 40 de ani despre cei care sunt responsabili pentru formarea cristalelor de gheață cu bavuri monoclinice și rombice: vâscozitatea apei la o temperatură de –160°C este foarte mare, iar moleculele substanței superpure sunt absorbite. deodată apă rece într-o asemenea cantitate încât germenul dispare Cristal, este important. Un catalizator suplimentar a fost acidul clorhidric, care a promovat slăbirea moleculelor de apă la temperaturi scăzute. În natura terestră, astfel de modificări ale gheții nu pot fi create, dar pot fi găsite pe sateliții înghețați ai altor planete.

Comisia a gândit așa

Snizhinka este o gheață monocristal, o variație a temei unui cristal hexagonal sau un shvidko, care este diferit în minți diferite. Secretele frumuseții și diversității sale infinite au fost subiectul minților iscoditoare de secole. În 1611, astronomul Johannes Kepler a scris un întreg tratat „Despre fulgii de zăpadă de șase ani”. În 1665, Robert Hooke a scris un mare volum de schițe a tot ceea ce făcuse cu ajutorul unui microscop, publicând o serie de fulgi de zăpadă mici de diferite forme. Mă uit la o fotografie a unui fulg de zăpadă la microscop făcută în 1885 de fermierul american Wilson Bentley. Din acel moment, nu a mai putut ezita. Până la sfârșitul vieții, patruzeci de ani și ani mai târziu, Bentley i-a fotografiat. Peste cinci mii de cristale și încă unul.

Cei mai faimoși adepți ai istoriei lui Bentley sunt aceiași ca Ukihiro Nakaya și fizicianul american Kenneth Liebrecht. După ce am presupus mai întâi că dimensiunea și forma fulgilor de zăpadă depind de temperatura aerului, împreună cu noii oameni de știință și după ce au confirmat în mod clar această ipoteză experimental, cristalele de gheață de diferite forme creșteau în laborator. Și Libbrecht a început să izbucnească în flăcări, simțind fulgii de zăpadă pe forma prestabilită.

Viața unui fulg de zăpadă începe atunci când vaporii de apă tulburi la o temperatură scăzută creează nuclee cristaline în gheață. Centrul de cristalizare poate fi pulberi, fie particule solide, fie umplute cu ioni, sau, în orice caz, particule mici de dimensiuni mai mici de o zecime de milimetru pot forma o rețea cristalină hexagonală.

Vaporii de apă, condensându-se pe suprafața acestor embrioni, creează o prismă hexagonală, din care șase lăstari încep să crească absolut noi capete minuscule - lăstari de ou. Singurul motiv este că temperatura și umiditatea din jurul embrionului rămân aceleași. Pe ei, în chergu lor, cresc lăstari ca pe un copac. Aceste cristale se numesc dendrite, care sunt similare cu lemnul.

Pluvindu-se în sus și în jos în întuneric, fulgul de zăpadă se scufundă în chiuvetă la diferite temperaturi și concentrații de vapori de apă. Forma sa se schimbă, rămânând supusă legilor simetriei hexagonale. Așa se topesc fulgii de zăpadă împreună. Deși, teoretic, în aceeași întuneric la aceeași înălțime, poate apărea duhoarea. Dacă mergi la pământ lângă piele, acesta va dura mult timp - la mijloc, fulgul de zăpadă scade cu o viteză de 0,9 km pe an. Ei bine, pielea are propria sa istorie și propria sa formă reziduală. Gheața, care creează un fulg de zăpadă, înțelegere, dar dacă sunt mulți, lumina însorită, fluturând și înflorind pe fețele numerice, creează în noi inamicul unei mase albe impenetrabile - o numim zăpadă.

Pentru a nu se confunda cu varietatea fulgilor de nea, Comisia Internationala pentru Zapada si Gheata a decis in 1951 sa adopte o clasificare simpla a cristalelor de gheata: placi, cristale de cristal, coloane sau coloane, cristale de gheata.ki, dendrite spatioase, structuri cu vârfuri și forme neregulate. Și încă trei tipuri de căderi de gheață: pelete de zăpadă, pelete de krizhana și grindină.

Creșterea înghețului, înghețului și zgârieturilor pe sticlă este guvernată de aceste legi. Aceste lucruri, precum fulgii de zăpadă, sunt dizolvate prin condensare, moleculă cu moleculă - pământ, iarbă, copaci. Ferestrele de pe fereastră par geroase atunci când umiditatea vântului unei încăperi calde se condensează pe suprafața sticlei. Iar axa grindinei iese la iveală când picăturile de apă sunt prinse, sau când în norii saturati cu vapori de apă, gheața îngheață în bile groase pe începuturile fulgilor de nea. Pe grindină, alți fulgi de zăpadă care s-au format și au plutit odată cu ei pot îngheța, motiv pentru care grindina capătă formele cele mai extreme.

Pe Pământ ne putem sătura doar de o modificare dură a apei - numită gheață. Vin literalmente pătrunde în toate sferele vieții sau experienței unei persoane. Prin colectarea din cantități mari de zăpadă și gheață, se creează structuri speciale cu componente fundamental diferite de cele din jurul cristalelor sau fulgilor de nea. Câmpurile de gheață Girsky, învelișurile înghețate ale zonelor de apă, permafrostul și doar stratul de zăpadă sezonier se varsă complet în clima marilor regiuni și a planetei în ansamblu: de exemplu, cei care nu acumulează niciodată zăpadă, simt prezența masele care s-au acumulat la polii Pământului, de exemplu, deoarece bogații Kolivan sunt egali cu Oceanul de Lumină. Iar gheața este de mare importanță pentru existența planetei noastre și pentru viața confortabilă pe ea a ființelor vii, care au creat acum un nou mediu special - criosfera, care își extinde apele sus în atmosferă și adânc în scoarța pământului.

Olga Maksimenko, candidat la științe chimice

U 1929 r. Burns a urmărit creșterea atomilor de acizi din cristalul de gheață I folosind difracția de raze X și a arătat că atomii de acizi din cristalul de gheață I sunt răspândiți la vârfurile tetraedrului. Născut în 1957 Peterson și Levy, folosind difracția cu neutroni, au arătat că uneori atomii de apă interacționează la un capăt al legăturii și energia lor este aceeași în poziția pielii. Investigațiile lui Peterson și Levi au mai arătat că cristalul nu are simetria tetraedrică corectă (Fig. 15): apa din tăietura sa nu corespunde exact legăturii legăturilor.

Orez. 15. Dimensiunea formei moleculei din gheață I

Oxidarea atomilor din structura gheții hexagonale este prezentată în Fig. 16 (Velli, 1969), unde structura ajurata a gheții de cristal cu coridoare mari este vizibilă în mod deosebit. Dimensiunea canalelor paralele cu axa Z permite unui atom să cadă din ele cu o rază de 1,2 A.

Structura hexagonală a cristalului de gheață variază de la structura cubică a gheții, astfel încât în ​​prima lună un sfert din ligamente sunt simetrice în oglindă și trei sferturi din ligamentele simetrice central, în timp ce structura gheții este. Aceste ligamente sunt central. simetric. În fig. 176 reprezintă posibilele legături simetrice central ale unei molecule fixe (molecula de sus) cu o altă moleculă din Fig. Sunt prezentate posibile conexiuni simetrice în oglindă. Atomii de apă sunt indicați printr-un semn +, iar pariurile indivize sunt indicate printr-un semn. Se poate observa că gravitația electrostatică a sarcinilor localizate pe moleculă este mai mare în cazul oglinzilor simetrice.

(Clic pentru a vizualiza scanarea)

ligamentele, mai mici decât ligamentele central simetrice.

Bjerrum în 1952 având extins energia rețelei pentru un cristal cubic cu toate legăturile simetrice central și 74 de legături simetrice în oglindă și găsirea valorilor de -14,51 kcal/mol și respectiv -14,93 kcal/mol. Bernal și Fowler (1933) și apoi Pauling, analizând asemănarea puterilor fizice bogate ale moleculelor din gheață și vapori, au trecut de la gheață la un cristal molecular.

Molecular este un cristal care este format din molecule și se caracterizează printr-o legătură intermoleculară semnificativ mai slabă decât una intramoleculară. Pentru cristalele moleculare clasice, relația dintre unitățile intermoleculare și unitățile intramoleculare este de 2 sau mai multe ori. În gheața I, totuși, diferența medie dintre atomii din moleculă devine 1,01 A, în timp ce diferența medie dintre atomul de H și atomul diferitelor molecule de-a lungul liniei legăturii de apă devine 1,75 A, apoi de numai 1,7 ori mai mult.

Structura gheții I, pe lângă molecule, conține o mică parte de defecte de ionizare în cristal, care indică conductivitatea electrică a acestuia. Aceste defecte sunt create ca rezultat al reacției de disociere a unei molecule de apă pe un ion:

Potrivit lui Bjerrum, acestea sunt create ca urmare a tranzițiilor protonilor de la o moleculă la alta cu un strat suplimentar de ioni care au fost create.Schema pentru crearea defectelor ionice ale lui Bjerrum este prezentată în Fig. 186.

Crema de defecte Bjerrum în 1952. permițând formarea de defecte de orientare, deoarece moleculele sunt orientate unul față de celălalt, mai degrabă decât unul împotriva celuilalt, ca parte principală a moleculelor care creează cristalul. În fig. Figura 18a arată orientarea corectă a moleculelor într-un cristal de gheață (stângaci), crearea de defecte de orientare ca urmare a rotației uneia dintre moleculele de apă este prezentată în centrul cristalului și o secțiune ulterioară de defecte ca un rezultat al rotației unei alte molecule este prezentat cu mâna dreaptă.

În fig. Figura 186 prezintă o diagramă a creării defectelor ionice în cristalul de gheață. Din nou, sunt prezentate moleculele corect dizolvate. În centru, defectele sunt create ca urmare a tranziției unui proton de la o moleculă la alta. Pe panoul din dreapta există o indicație a tranziției protonului de la molecula 2 la molecula 3, care indică distribuția defectelor în spațiu.

Experimental, libertatea transferului de protoni de-a lungul liniei de legătură dintre două molecule a fost descoperită în 1957 prin metoda difracției cu neutroni. Teoretic, posibilitatea tranzițiilor protonice - haosul protonilor - a fost asumată anterior de Pauling, în 1935.

Orez. 18. Defecte în gheaţa cristalină: a) defecte de orientare; b) defecte de ionizare.

Baza eliberării neutralității protonilor a fost valoarea ridicată a excesului de entropie a gheții I, care este egală cu 0,805 cal/mol-deg (entropia excesivă a unui cristal este entropia cristalului atunci când este transferat, ceea ce este prea mare). este determinată de protoni fără mâini, Pauling a calculat valoarea teoretică a surplusului en.