ть займати молекули природних газів, утворюючи кристалогідрати. Найбільш поширеним кристалогідратом, зустрічається у вічній мерзлоті і на дні морів і океанів, є кристаллогидрат вуглеводневого газу метану. Він являє собою масу, схожу на мокрий сніг. Такі кристалогідрати, в принципі, можуть використовуватися в якості палива альтернативного нафти і газу, але, разом з тим, можуть становити велику небезпеку для життя на Землі.
Модель кластерного будови води має багато спірних дискутованих моментів, але відкидати її зовсім несправедливо. Наприклад, Зенін припускає, що основний структурний елемент води - кластер з 57 молекул, утворений злиттям чотирьох додекаедрів. Вони мають спільні межі, а їх центри утворюють правильний тетраедр. Те, що молекули води можуть розташовуватися по вершинах пентагональні додекаедра, відомо давно; такий додекаедр - основа газових гідратів. Тому нічого дивного в припущенні про існування таких структур у воді немає, хоча вже говорилося, що ніяка конкретна структура не може бути переважаючою і існувати довго. Тому дивно, що цей елемент передбачається головним і що в нього входить рівно 57 молекул. З кульок, наприклад, можна збирати такі ж структури, які складаються з примикають один до одного додекаедрів і містять 200 молекул. Зенін ж стверджує, що процес тривимірної полімеризації води зупиняється на 57 молекулах. Більших асоціатів, на його думку, бути не повинно. Однак якщо Якби це було так, з водяної пари не могли б осідати кристали гексагонального льоду, які містять величезну кількість молекул, пов'язаних воєдино водневими зв'язками. Абсолютно незрозуміло, чому зростання кластера Зеніна зупинився на 57 молекулах. Щоб піти від протиріч, Зенін упаковує кластери в більш складні утворення - ромбоедри - з майже тисячі молекул, причому вихідні кластери один з одним водневих зв'язків не утворюють. Виникає питання чому? Чим молекули на їх поверхні відрізняються від тих, що всередині? За думку Зеніна, візерунок гідроксильних груп на поверхні ромбоедрів і забезпечує інформаційні властивості води. Отже, молекули води в цих великих комплексах жорстко фіксовані, і самі комплекси являють собою тверді тіла. Така вода не тектиме, а температура її плавлення, яка пов'язана з молекулярною масою, повинна бути досить високою. Оскільки в основі моделі лежать тетраедричні споруди, її можна в тій чи іншій мірі узгодити з даними по дифракції рентгенівських променів і нейтронів. І хоча модель Зеніна може пояснити зменшення щільності при плавленні - упаковка додекаедрів щільніше, ніж лід, важче узгоджується модель з динамічними властивостями води - плинністю, великим значенням коефіцієнта самодифузії, малими часами кореляції і діелектричної релаксації, які вимірюються пікосекунди ..
Розглядаючи всі ці моделі, потрібно чітко уявляти, що вони - поки не більше ніж моделі, найкраще пояснюють ті чи інші аномальні властивості води.
7. Агрегатні види льоду
Лід - мінерал з хімічною формулою H2O, представляє собою воду в кристалічному стані. p> Хімічний склад льоду: Н - 11,2%, О - 88,8%. Іноді лід містить газоподібні і тверді механічні домішки. У природі лід представлений, головним чином, однією з декількох кристалічних модифікацій, стійкою в інтервалі температур від 0 до 80 В° C, що має точку плавлення 0 В° С. p> Властивості льоду: Лід безбарвний. У великих скупченнях він набуває синюватого відтінку. Блиск скляний. Прозорий. Спайності НЕ має. Твердість 1,5. Крихкий. Оптично позитивний, показник заломлення дуже низький (n = 1,310, nm = 1,309).
Лід - кристалічна модифікація води. За останніми даними лід має 14 структурних модифікацій. Серед них є і кристалічні (їх більшість) і аморфні модифікації, але всі вони відрізняються один від одного взаємним розташуванням молекул води і властивостями. Правда, всі, крім звичного нам льоду, кристаллизующего в гексагональної сингонії, утворюються в умовах екзотичних - при дуже низьких температурах і високих тисках, коли кути водневих зв'язків у молекулі води змінюються і утворюються системи, відмінні від гексагональної. Ці умови близькі до космічних і не зустрічаються на Землі. Наприклад, при температурі нижче -110 В° С водяні пари випадають на металевій пластині у вигляді октаедрів і кубиків розміром в декілька нанометрів - це так званий кубічний лід. Якщо температура трохи вище -110 В° С, а концентрація пара дуже мала, на пластині формується шар виключно щільного аморфного льоду.
Саме незвичайне властивість льоду - це дивовижне різноманіття зовнішніх проявів. При одній і тій же кристалічній структурі він може виглядати зовсім по-різному, приймаючи форму прозорих градин і бурульок, пластівців пухнастого снігу, щільною блискучою кірки льоду або гігантських льодовикових мас.
Кристалічна структура льоду схожа на структуру алмазу: кожна молекула Н 2 O оточено чотирма найближчими до неї молекулами, знаходяться на однаков...
