Теория кварцеподобной структуры

Теория кварцеподобной структуры [c.39]

В классической теории структуры воды, созданной Берналом и Фаулером, существование максимума плотности при = 4 С объясняется тем, что при этой температуре преобладающая часть молекул воды связана в кварцеподобную структуру, а при других температурах они имеют тридимитоподное кристаллическое строение, соответствующее меньшей плотности. [c.10]

Однако в дальнейшем неоднократно высказывалась другая точка зрения. Так, например, по мнению Эйкена [26], допущение Бернала и Фаулера о существовании в воде кварцеподобной структуры не вытекает с необходимостью ни из данных по рассеянию рентгеновских лучей, ни из наблюдаемых аномалий. Эйкен предлагает свой вариант теории структуры воды, основанный на анализе температурного хода теплоемкости и объема. Согласно Эйкену в воде имеются устойчивые циклические агрегаты, структура которых сходна со структурой льда, затем изогнутые цепочки молекул воды, связанных водородными мостами , наконец, в воде присутствуют разомкнутые водородные мосты . С помощью теории Эйкена были сделаны попытки расчета концентрации сосуществующих структур в воде [27]. Теория Эйкена позволяет объяснить зависимость аномальной подвижности Н ионов в воде от температуры и давления. При ближаггшем сопоставлении обнаруживается сходство между теорией Эйкена и теорией Бернала и Фаулера [27]. Оба эти варианта теории структуры воды делают излишними прежние допущения о существовании в воде три-гидрола (Н20)з, дигидрола (Н20)2 и гидрола (НаО). [c.134]

Представления Дж. Бернала и Р. Фаулера о структурных особенностях воды легли в основу последующих экспериментальных и теоретических исследований структуры воды и водных растворов электролитов. Тетраэдрическая структура воды была подтверждена рентгенографическими исследованиями С. Катцова, Д. Моргана и Б. Уоррена, В. И. Данилова и А. Ф. Скрышевского, М. Дэнфорда и Г. Леви, А. Нартена и др. В их работах уточнены отдельные детали структурной теории Бернала и Фаулера, показано, что структура льда-тридимита не переходит в кварцеподобную. Установлено, что вода отличается от других жидкостей не только своей ажурностью, но и тем, что ближняя упорядоченность в расположении молекул выражена в ней значительно резче, чем в других жидкостях. На рис. 9.3. показана кривая углового распределения интенсивности рассеяния рентгеновского излучения в воде при комнатной температуре. Характерной особенностью этой кривой является наличие побочного максимума на правом спаде первого максимума. С повышением температуры воды этот максимум постепенно исчезает, что указывает на из- [c.228]

Фаулером факт существования в воде небольших областей, где расположение молекул имеет тетраэдрическую симметрию с координационным числом, близким к 4. В процессе плавления расстояние между ближайшими соседями (так же, как и для других веществ) почти не изменяется. Точные рентгеноструктурные измерения [22—24], по-видимому, подтверждают тетраэдрическое расположение молекул воды и дают радиус молекулы, равный 1,4А. Однако другие детали теории Бернала и Фаулера не подтверждаются этими исследованиями, поскольку представление о воде как смеси нескольких трехмерных структур не дает однозначной информации для рассмотрения структуры воды со статистической и термодинамической точек зрения. Так, не был подтвержден факт уменьшения при плавлении радиуса второй координационной оболочки от 4,5 до 4,2 А, что должно приводить к переходу структуры из тридимитоподобной в кварцеподобную. Результаты упомянутых экспериментов позволяют предположить, что ближний порядок, существующий в небольших областях воды, — это видоизмененная структура льда, причем при повышении температуры и усилении теплового движения упорядоченность уменьшается. Молекулы Н2О, расположенные в пустотах кристаллоподобной структуры, также ипрают важную роль в структуре воды (об этом см. далее). Координационное число (число ближайших соседей), установленное на основании данных по рассеянию рентгеновских лучей, равно 4,4 в интервале 1,5—13°С и 4,9 при 83 °С. Таким образом, в отличие от большинства других веществ плавление и любое повышение температуры увеличивает координационное число молекул воды. [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология