і IX молекули води орієнтаційно впорядковані. За висловом Дж. Бернала лід крісталліч в відношенні атомів кисню і стеклообразующих щодо атомів водню.
Проте найдивовижніше в структурі льоду полягає в тому, що молекули води при низьких негативних температурах і високих тисках всередині нанотрубок можуть кристалізуватися у формі подвійної спіралі, схожою на ДНК. Це було доведено комп'ютерними експериментами американських вчених під керівництвом Сяо Чен Цзена в Університеті штату Небраска (США).
Вода в моделируемом експерименті "містилася" в нанотрубки під високим тиском, варіюється в різних дослідах від 10 до 40000 атмосфер. Після цього ставили температуру, яка у всіх запусках мала значення -23 В° C. Запас в порівнянні з температурою замерзання води робився в зв'язку з тим, що з підвищенням тиску температура плавлення водяного льоду знижується. Діаметр нанотрубок становив від 1,35 до 1,90 нм. p> Молекули води зв'язуються між собою за допомогою водневих зв'язків, відстань між атомами кисню і водню одно 96 пм, а між двома водню - 150 пм. У твердому стані атом кисню бере участь у утворенні двох водневих зв'язків з сусідніми молекулами води. При цьому окремі молекули води стикаються один з одним різнойменними полюсами. Таким чином, утворюються шари, в яких кожна молекула пов'язана з трьома молекулами свого шару і однією з сусіднього. В результаті, кристалічна структура льоду складається з шестигранних "трубок" з'єднаних між собою, як бджолині соти.
Вчені очікували побачити, що вода у всіх випадках утворює тонку трубчасту структуру. Однак, модель показала, що при діаметрі трубки в 1,35 нм і тиску в 40000 атмосфер водневі зв'язки скривилися, привівши до утворенню спіралі з подвійною стінкою. Внутрішня стінка цієї структури є скрученої в четвер спіраллю, а зовнішня складається з чотирьох подвійних спіралей, схожих на структуру молекули ДНК.
Різноманіття льоду:
I. Атмосферний лід: сніг, іній, град. p> Атмосферне лід - крижані частки, зважені в атмосфері або випадають на земну поверхню (тверді опади), а також крижані кристали або аморфний наліт, утворюється на земній поверхні, на поверхні наземних предметів і на літальних апаратах у повітрі.
Сніг - тверді опади, що випадають у вигляді сніжинок. Сніг випадає з багатьох видів хмар, особливо з шарувато-дощових (снігопад). Сніг - типовий зимовий вид опадів, створюючий сніговий покрив. p> Іній - тонкий нерівномірний шар крижаних кристалів, що утворюється на грунті, траві і наземних предметах з водяної пари атмосфери при охолодженні земної поверхні до негативних температур, нижчих, ніж температура повітря. p> Град - атмосферні опади у вигляді частинок льоду круглої або неправильної форми (градин) розміром 5-55 мм. Град випадає в теплу пору року з потужних купчасто-дощових хмар, сильно розвинених вгору, зазвичай при зливах і грозах. p> II. Водний лід (крижаний покрив) утворюється на поверхні води і в масі води на різній глибині: внутрішньоводного, донний лід.
Крижаний покрив - суцільний лід, що утворюється в холодну пору року на поверхні океанів, морів, річок, озер, штучних водойм, а також принесений з сусідніх районів. У високоширотних областях існує цілий. p> внутрішньоводного лід-скупчення первинних крижаних кристалів, що утворюються в товщі води і на дні водного об'єкта. p> Донний лід - Лід, що відкладається на дні водойми або зважений у воді. Донний лід спостерігається на дні річок, морів і невеликих озер, на занурених у воду предметах і в дрібних місцях. Донний лід утворюється при кристалізації переохолодженої води, має пухку пористу структуру.
III. Підземний лід. p> Підземні льоди - льоди, що знаходяться у верхніх шарах земної кори. Підземні льоди зустрічаються в областях розповсюдження багаторічномерзлих порід. За часом утворення розрізняють сучасний і викопний підземний лід, за походженням: p> а). первинний лід, що виникає в процесі промерзання пухких відкладень;
б). вторинний лід - продукт кристалізації води і водяної пари (а) в тріщинах (Жильний лід), (б) в порах і пустотах (печерний лід), (в) похоронений лід, формується на земній поверхні, а потім перекритий осадовими породами. p> IV. Наледний лід. p> наледного лід - утворюється за рахунок пошарового наморожування води, що надходить на поверхню крижаного покриву. Наледний лід має шарувату структуру з товщиною шарів до декількох сантиметрів, характерний для водотоків в районах з суворим кліматом і за оптичними властивостями займає проміжне положення між сніговим та водним льодом.
Також лід можна розділити на:
Водний (Кристалічний) лід - утворений замерзанням чистої води (без домішки інших раніше утворилися видів льоду) при зниженні температури поверхневого шару до точки замерзання. Він переважно прозорий, складається з стовпчастих кристалів різної товщини, осі яких спрямовані перпендикулярно до замерзаючої поверхні. З точки зору структури це кристалічний ...
