нтру на 0,99. Заряди полюсів дорівнюють 0,171. br/>
. Тепловий рух молекул води
Уявлення про структуру льоду і води
Процеси агрегації молекул води в структурах льоду залежать від їх теплового руху, енергетичної взаємодії, термодинамічних умов. p> У талих і мерзлих гірських породах молекули води знаходяться в більш менш інтенсивному впливі, при цьому на них діють різні фактори. Залежно від цього формуються структури льоду і води, пов'язані з інтенсивністю теплового руху води, що складаються з коливальних і обертальних рухів щодо тимчасових центрів рівноваги і переміщення з одного положення рівноваги в інше. p> трансляційний рух молекул
Молекули здійснюють близько 600 млр. стрибків у 1секунду, скачки відокремлені один від одного періодом часу, цей період часу називається положенням рівноваги. Структура кристала визначається просторовим становищем. p> трансляційний рух приводить:
положення В«аВ» - до утворення В«дірокВ» молекул
положення В«вВ» - до заміщення вакансій іншими транслює молекулами. p> Такий рух молекул характерне для структури льоду. У структурі води рух більш складне. Вважають, що структура води являє собою В«розмитуВ» структуру льоду, яка володіє ближньої і дальньої впорядкованістю, структура води володіє тільки ближній впорядкованістю. Впорядкованість - це ближнє розташування молекул в просторі подібно їх розташуванню в структурі кристалів. Структура льоду і води обумовлена ​​наявністю водневих зв'язків між молекулами. p> Рентгеноструктурні дослідження льоду показали, що він кристалізується в гексагональної сингонії. <В
Встановлено, що лід побудований з дискретних молекул води, протонів знаходяться на відстані 0,99 і на відстані 1,7 від іншого ядра. Між сусідніми атомами кисню розташований один протон водню. p> Структура льоду ажурна, в ній є порожнечі перевищують розміри молекул, центри порожнеч розташовуються на відстані 3 і 7 і утворюють канали. p> Модель структури води по Достовалова.
В
Ця модель повинна відповідати В«сфотографованоїВ» при витримці близько 10 сек. і складатися з 6 елементів.
- молекула води в решітці асоціатів (груп молекул)
- молекула води, яка здійснює скачки всередині і поза груп
- вакансії всередині груп
- групи молекул води, що утворюють В«каркасВ»
- порожнечі в В«каркасіВ» груп
- групи, зміщуються в порожнечі (броунівський рух)
Перші 3 елементи - відносяться до льодоподібною структурі груп води.
Останні 3 елементи - це характерні елементи води, що обумовлюють її рідкий стан. За цією моделлю розглядаються процеси замерзання і кипіння води. br/>
. Замерзання води
При охолодженні води імпульси теплового руху слабшають, середня маса асоціатів зростає, швидкість переміщення зменшується. Середня маса асоціатів досягає критичного становища, припиняється броунівський рух. Групи стають кристалічними зародками льоду, коли їх маса = 472 молекули води - йде перетворення в повні кристали, які швидко ростуть, виділяють тепло кристалізації (немає броунівського руху). Вода замерзає. br/>
. Кипіння води
При підвищенні температури води, теплові імпульси ростуть, збільшується число вакансій у асоціатів, їх середня рівноважна маса досягає мінімального значення. Процес розриву водневих зв'язків стає масовим. Каркас асоціатів розпадається. Вода переходить в пару. p> З цього випливають основні молекулярно - кінетичні і структурні ознаки рідкого стану води:
Структура рідкої води порівняно з льодом складається з неповних асоціатів молекул, які вчиняють броунівський рух.
Каркас броунірующіх асоціатів є основною відмінною ознакою води від пари, він обумовлений незжімаемостью води.
Руйнування каркаса відбувається при температурі кипіння і є основним структурним ознакою. Якщо ні броунівського руху асоціатів (лід) та їх каркаса (пар) - немає рідкого стану води. br/>
. Фазові переходи зв'язаної води
Схема замерзання води, що знаходиться між льодом і активною поверхнею кварцу.
В
По осі абсцис - відстань від зв'язує поверхні
По осі ординат - енергетичні зв'язки зона - зв'язана вода зона - В«розв'язанаВ» водазона - лід
Температура замерзання зв'язаної води нижче ніж у вільної, (tзам до В«-70В»). Це можливо якщо якийсь чинник викликає зменшення енергії зв'язку між частинками води. Якщо енергія зв'язку між частинками збільшується, то температура замерзання повинна підвищуватися. Якщо енергія зв'язку між частинками зменшується, то замерзання відбувається при низькій температурі. Оскільки, збільшення зв'язку називається В«зв'язуваннямВ», те зменшення зв'язку - В«негативним зв'язуваннямВ» або В«розв'язуваннямВ». p> Т.к. найбільша енергія зв'язку знаходиться в найближчих частинках, замерзання йде при температурі вище 0. При...
