утворюють шари, причому кожна з них пов'язана з трьома молекулами, що належать до того ж шару, і з однією - з сусіднього шару. Структура льоду належить до найменш щільним структурам, в ній існують пустки, розміри якнайменше щільним структурам, в ній існують пустки, розміри яких декілька перевищують розміри молекули.
Характерною особливістю структури льоду є те, що в ній молекули упаковані рихло. Якщо зобразити молекулу кулею, то при щільнішаючій упаковці куль навколо кожного з них буде 12 сусідів. В льоду їх всього чотири. Якби молекули води в льоду були щільно упаковані, то його густина складала б 2,0 г/см3, тоді як насправді вона дорівнює 0,92 г/см3. Здавалося б, рихлість упаковки частинок, тобто наявність в ній великих обсягах не заповненого молекулами простору, повинна приводити до нестійкості структури. Наприклад, можна було б очікувати, що при стисненні льоду зовнішнім тиском сітка водневих зв'язків руйнуватиметься, пустки структури будуть з легкістю схлопиваться, заповнюючись молекулами, вирваними з цієї сітки. Але не тут-то було! Насправді сітка водневих зв'язків не руйнується, а перебудовується. При підвищенні тиску звичайний гексагональний лід змінює свою структуру. p> Зараз відомо десять форм льоду, стійких при високих тисках. І у всіх зберігається чотири рази координована сітка водневих зв'язків, тобто кожна молекула води зберігає в них всі свої чотири водневі зв'язки. p> I - звичайний лід, існуючий при тиску до 2200 атм., при подальшому збільшенні тиску переходить в II;
II - лід із зменшенням об'єму на 18%, тоне у воді, дуже нестійкий і легко переходить в III;
III - також важче води і може безпосередньо одержаний з льоду I;
IV - легше води, існує при невеликих тисках і температурі трохи нижче 0 В° С, нестійкий і легко переходить в лід I;
V - може існувати при тиску від 3600 до 6300 атм., він щільніше льоду III, при підвищенні тиску з тріском миттєво перетворюється на лід VI;
VI - щільніше льоду V, при тиску близько 21 000 атм. має температуру +76 В° С; може бути отриманий безпосередньо води при температурі +60 В° С і тиску 16 500 атм.
Структура льоду, у якої всі кути між сусідніми водневими зв'язками рівні тетраєдраїческому куту, володіє мінімальною густиною (найбільшої рихлістю), можливою для чотири рази координованих сіток. При деформації такої сітки густина
неминуче збільшується, так що, наприклад, для льоду III вона складає 1,15 г/см3, тобто на 25% більше, ніж в льоду. p> Отже, при зовнішніх діях (підвищенні тиску) сітка водневих зв'язків в льоду не руйнується, а перебудовується, зберігаючи свою четверну координацію. Більш вигідним виявляється не розірвати деякі водневі зв'язки, а зберегти їх все, лише деформуючи сітку, кілька змінюючи кути між зв'язками. У цій дивній структурній стійкості полягає найважливіша властивість сіток водневих зв'язків між молекулами води.
В
6.Структу...
