Adăugați la marcajul personal.
Dintre cele 14 forme cunoscute până în prezent de apă solidă în natură, întâlnim doar o gheață. Restul se formează în condiții extreme și nu sunt disponibile observații în afara laboratoarelor speciale. Proprietatea cea mai interesantă a gheții este varietatea uimitoare a manifestărilor externe. În aceeași structură cristalină, aceasta poate arata moduri destul de diferite, luând forma grindinilor și țurțuri transparente, fulgi de zăpadă pufos, dens crusta strălucitoare Firn pe câmp zăpadă sau mase de gheață gigant.
În micul oraș japonez Kaga, situat pe coasta de vest a orașului Honshu, există un muzeu neobișnuit. Zăpadă și gheață. El a fondat lui Ukihiro Nakaya - prima persoană care a învățat să crească în laboratorul de fulgi de zăpadă artificială, cum ar fi frumos ca cele care cad din cer. În acest muzeu, vizitatorii sunt înconjurați din toate părțile de hexagoane regulate, deoarece este aceasta - hexagonală - simetria cristalelor este caracteristic de gheață obișnuite (de altfel, a kristallos cuvântul grecesc, de fapt, înseamnă „gheață“). Se determină numărul de proprietăți unice și face fulgii de zăpadă, cu toată varietatea lor infinită, să crească în formă de stele cu șase, cel puțin - trei sau douăsprezece raze, dar niciodată - cu patru sau cinci.
Molecule în Azhure
Soluția structurii apei solide se află în structura moleculelor sale. H2O poate fi reprezentat într-o formă simplificată sub forma unui tetraedru (piramide cu bază triunghiulară). În centru există oxigen, în două vârfuri - de-a lungul hidrogenului, mai precis - un proton, ale cărui electroni sunt implicate în formarea unei legături covalente cu oxigen. Cele două vârfuri rămase sunt ocupate de perechi de electroni de valență de oxigen, care nu participă la formarea legăturilor intramoleculare, motiv pentru care se numesc neparticipați.
Structura cristalină a gheții: moleculele de apă sunt conectate la hexagoane regulate
În interacțiunea unui proton dintr-o moleculă cu o pereche de electroni neselectați de oxigen dintr-o altă moleculă, apare o legătură hidrogen, mai puțin puternică decât o legătură intramoleculară, dar suficient de puternică pentru a ține moleculele din apropiere în apropiere. Fiecare moleculă poate forma simultan patru legături de hidrogen cu alte molecule la unghiuri strict definite, care nu permit crearea unei structuri dense atunci când este înghețată. Acest cadru invizibil de legături de hidrogen dispune de molecule sub formă de plasă deschisă cu canale goale. Este necesar să se încălzească gheața, cum se prăbușește dantele: moleculele de apă încep să cadă în cavitățile rețelei, ducând la o structură mai densă a lichidului, motiv pentru care apa este mai grea decât gheața.
Gheața, care se formează la presiune atmosferică și se topește la 0 ° C, este substanța cea mai comună, dar nu și pe deplin înțeleasă. Mare în structura și proprietățile sale pare neobișnuit. În rețeaua cristalină a nodurilor de gheață atomi de oxigen sunt aranjate într-o formă ordonată hexagoane regulate, dar atomii de hidrogen ocupă poziții diferite de-a lungul legăturilor. Acest comportament al atomilor de fapt atipic - de obicei, într-un solid toți ascultă de aceeași lege: fie toți atomii sunt aranjate într-o ordine, și apoi - cristalul, sau accidental, și apoi - amorf.
Grundurile sunt bucăți de gheață formate în nori de ploaie, dacă picăturile de apă rămân lichide la o temperatură sub zero
Gheața este dificil de topit, oricât de ciudat ar suna. Dacă nu există legături de hidrogen care leagă moleculele de apă, s-ar topi la -90 ° C. În același timp, atunci când se congela, apa nu scade în volum, așa cum se întâmplă cu cele mai multe substanțe cunoscute, dar crește - datorită formării structurii de gheață.
La "ciudățenii" gheții se atribuie și generarea de radiații electromagnetice prin cristalele în creștere. De mult timp a fost cunoscut faptul că cele mai multe impurități dizolvate în apă nu sunt transferate pe gheață când începe să crească, cu alte cuvinte înghețe. Prin urmare, chiar și pe cea mai murdară baltă, filmul de gheață este curat și transparent. Impuritățile se acumulează la limita mediei solide și lichide, sub forma a două straturi de încărcături electrice de semne diferite, care determină o diferență semnificativă în potențiale. Stratul de impuritate încărcat se mișcă împreună cu limita inferioară a gheții tinere și emite unde electromagnetice. Datorită acestui fapt, procesul de cristalizare poate fi observat în detaliu. Astfel, un cristal care creste in lungime sub forma unui ac emite radiatii diferit de cel acoperit de procesele laterale, iar radiatia cresterii boabelor difera de cea care are loc atunci cand cristalele crapa. Prin forma, secvența, frecvența și amplitudinea impulsurilor de radiație este posibil să se determine cu ce viteză înghețul îngheață și ce structură de gheață se obține în același timp.
Gheață grea
În stare solidă, apa are, conform celor mai recente date, 14 modificări structurale. Printre acestea sunt cristaline (cele mai multe dintre ele), sunt amorfe, dar ele sunt diferite unele de altele prin aranjamentul reciproc al moleculelor de apă și proprietăți. Cu toate acestea, toate, dar familiar pentru noi gheață formate în condiții exotice - la temperaturi foarte scăzute și presiuni înalte, atunci când se formează unghiurile legăturile de hidrogen din molecula de apă variază și sisteme, altele decât hexagonal. De exemplu, la o temperatură sub -110 ° C, vaporii de apă cade pe placa de metal sub formă de octaedru și cubice câțiva nanometri - așa-numita gheata cubi. Dacă temperatura este puțin peste -110 ° și concentrația vaporilor este foarte mică, pe placă se formează un strat de gheață amorfă extrem de densă.
Forma fulgilor de zăpadă depinde de condițiile meteorologice în timpul formării lor, astfel încât acestea nu sunt niciodată la fel
Comisia a decis astfel
Cei mai celebri adepți ai cazului Bentley sunt deja menționați Ukiyiro Nakaya și fizicianul american Kenneth Libbrecht. Nakaya a sugerat mai întâi că dimensiunea și forma fulgilor de zăpadă depind de temperatura aerului și de conținutul de umiditate din acesta și confirmă în mod strălucit această ipoteză în mod experimental, creșterea cristalelor de gheață de diferite forme în laborator. Și Liebrebt în sine în institutul tehnologic californian și a început să crească fulgii de zăpadă la comandă - în forma stabilită.
Viața unei fulgii de zăpadă începe cu faptul că în norul de vapori de apă, când temperatura este scăzută, se formează embrioni de gheață cristalină. Centrul de cristalizare poate fi particule de praf, particule solide sau chiar ioni, dar în orice caz aceste cuburi de gheață cu o dimensiune mai mică decât o zecime de milimetru au deja o latură cristalină hexagonală.
Vaporii de apă, condensând pe suprafața acestor nuclee, formează mai întâi o prismă hexagonală mică, din șase colțuri ale căruia încep să crească acele ace de gheață identice - procese laterale. Simpla deoarece temperatura și umiditatea din jurul embrionului sunt la fel. Ei, la rândul lor, cresc, ca pe un copac, ramuri laterale - ramuri. Astfel de cristale se numesc dendrite, adică lemne.
Mergând în sus și în jos în nor, fulgii de zăpadă devin în condiții cu temperaturi și concentrații diferite de vapori de apă. Forma sa se schimbă, până când aceasta din urmă respectă legile simetriei hexagonale. Deci fulgii de zăpadă devin diferiți. Deși sunt teoretic în același nor la aceeași altitudine, pot fi "născuți" la fel. Dar drumul către pământ are fiecare propria sa, destul de lungă - medie fulg de zăpadă coboară la o viteză de 0,9 km pe oră. Fiecare are propria poveste și forma finală. Gheața care formează fulgii de zăpadă este transparentă, dar când sunt multe, lumina soarelui, reflectată și împrăștiată pe numeroase fețe, creează o impresie de o masă albă opacă - o numim zăpadă.
Desenele înghețate pe sticlă sunt cristale de gheață mari care cresc din vaporii de apă la limita căldurii și a frigului
Pentru a evita confuzia cu fulgii multiple, Comisia Internațională pe zăpadă și gheață, a trecut în 1951 a fost destul de simplu clasificarea de cristale de gheata: placa, coloane sau cristale de stelate stâlpi, ace, dendrite spațiale s, coloane cu papuci și forme neregulate. Și încă trei tipuri de sedimente înghețate: grâu de zăpadă, grindină și grindină.
Aceleași legi se supun creșterii înghețului, înghețului și modelelor pe sticlă. Aceste fenomene, cum ar fi fulgii de zăpadă, se formează în timpul condensării, molecula din spatele moleculei - pe pământ, iarbă, copaci. Modelele de pe fereastră apar în îngheț, când umiditatea aerului din camera caldă se condensează pe suprafața geamului. Dar pietrele de grindină sunt obținute atunci când picăturile de apă se îngroașă sau când se află în nori cu gheață și gheață, iar stratul de gheață acoperă dens straturile de zăpadă de pe embrioni. Pe grindină, alte fulgi de zăpadă deja formate pot fi încurcate, plutind cu ele, astfel încât grindina să ia cele mai bizare forme.
Avem destul pe Pământ și o modificare solidă a apei - gheața obișnuită. Pătrunde literalmente toate zonele de locuire sau ședere umană. Colectând în cantități imense, zăpada și gheața formează structuri speciale cu proprietăți fundamentale diferite de cele ale cristalelor individuale sau ale fulgilor de zăpadă. Ghețarii montani. apele calotele de gheață, permafrost, și un strat de zăpadă sezonieră afectează în mod semnificativ climatul regiunilor mari și a planetei ca întreg: chiar și cei care nu au mai văzut zăpadă, a simțit prin suflarea maselor care au acumulat în polii Pământului, de exemplu, sub formă de termen lung fluctuațiile nivelului Oceanului Mondial. Și gheața este atât de important pentru imaginea planetei noastre și de viață confortabil în ea ființe vii, oamenii de știință au luat pentru el un mediu special - criosferă, care se extinde dreptul de proprietate ridicată în atmosferă și adânc în scoarța terestră.
Olga Maksimenko, candidat la științe chimice
Puteți evalua articolul după ce există cel puțin un mesaj în discuție.
Testul: Nu este zombie mea? Test: Determinarea greutății neștiințifice
Ultima știre: articolul prezintă ceea ce este un model de sistem și de ce nu un studiu sistematic dă rezultate fără sens:
Gândirea și formalizarea sistemului.
În gene nu sunt protejate de calitățile umane
Ceea ce este prezentat în filmele fantastice este inaccesibil în general sau în viitorul apropiat. Nici un soldat agresiv la nivel genetic nu poate fi retras.