Latos de cristal. Tipo de tiranía hexagonal de celosía de cristal de hielo seco

Como sabemos, todas las sustancias materiales pueden ser en tres estados básicos: líquido, sólido y gaseoso. Es cierto, todavía hay un estado de plasma, que los científicos consideran algunos de los cuartos estado de la materia, pero nuestro artículo no se trata de plasma. De Estado sólido Por lo tanto, por lo tanto, sólido, ya que tiene una estructura de cristal especial, cuyas partículas están de una manera determinada y claramente definida, creando así una celosía de cristal. La estructura de la celosía de cristal consiste en repetir células elementales idénticas: átomos, moléculas, iones, otros partículas elementalesinterconectado por varios nodos.

Tipos de celosías de cristal

Dependiendo de las partículas de la celosía de cristal, hay catorce tipos de ONA, le damos a los más populares de ellos:

• Lattice de cristal de iones.
• Lattice de cristal atómico.
• Enrejado de cristal molecular.
• Célula de cristal.

Rejilla de cristal ión

La característica principal de la estructura de la red cristalina de iones son cargas eléctricas opuestas, en realidad iones, como resultado de lo que se forma un campo electromagnético, lo que determina las propiedades de las sustancias que tienen una celosía de cristal de iones. Y esto es un refractario, dureza, densidad y la capacidad de conducir. electricidad. Un ejemplo característico de una celosía de cristal iónico puede ser una sal de cocción.

Rejilla de cristal atómica

Las sustancias con una celosía de cristal atómica, como regla, tienen en sus nodos que consisten en átomos graves. El bono covalente se produce cuando dos átomos idénticos se dividen en electrones fraternales entre sí, formando así un par total de electrones para los átomos vecinos. Debido a esto, los enlaces covalentes vinculan fuertemente y uniformemente los átomos en un orden estricto, quizás este sea el rasgo más característico de la estructura de la red cristal atómica. Los elementos químicos con conexiones similares pueden presumir de su dureza, a alta temperatura. La celosía de cristal atómica tiene tal elementos químicos Tanto el diamante, el silicio, el germanio, el boro.

Rejilla de cristal molecular

El tipo molecular de celosía de cristal se caracteriza por la presencia de moléculas estables y apretadas. Se encuentran en los nodos de la celosía de cristal. En estos nodos, son sostenidos por sí mismos por las fuerzas de Vandervalsk, que son diez veces más débiles que las fuerzas de la interacción iónica. El ejemplo sorprendente de la red de cristal molecular es un sólido que tiene la propiedad para moverse al líquido: la relación entre las moléculas de la red cristalina es completamente débil.

Rejilla de cristal metálica

El tipo de comunicación de la red cristalina de metal es flexible y plástica iónica, aunque son muy similares. Una característica distintiva de la misma es la presencia de cationes cargados positivamente (iones metálicos) en los nodos de celosía. Los electrones involucrados en la creación de un campo eléctrico viven entre los nodos, estos electrones también se llaman gas eléctrico. La presencia de tal estructura de una celosía de cristal metálico explica sus propiedades: resistencia mecánica, calor y conductividad eléctrica, suavidad.

Latos de cristal, video

Y al final de la explicación detallada de video de las propiedades de las celosías de cristal.

La sustancia, como saben, puede existir en tres. estados agregados: Gaseoso, líquido y sólido (Fig. 70). Por ejemplo, el oxígeno, que, en condiciones normales, es el gas, a una temperatura de -194 ° C se convierte en un líquido azul, y a una temperatura de -218.8 ° C, se sólida en una masa en forma de nieve que consiste en cristales azules. .

Higo. 70.
Estados de agua agregados

Las sustancias deslizantes se dividen en cristalino y amorfo.

Las sustancias amorfas no tienen un punto de fusión claro, cuando se calienta, se suavizan gradualmente y entran en un estado fluido. Las sustancias amorfas incluyen la mayoría de los plásticos (por ejemplo, polietileno), cera, chocolate, plastilina, varias resinas y chicle (Fig. 71).

Higo. 71.
Sustancias y materiales amorfos.

Las sustancias cristalinas se caracterizan por la ubicación correcta de los componentes de sus partículas en puntos de espacio estrictamente definidos. Al conectar estos puntos, el marco espacial está formado por líneas rectas, llamada la celosía de cristal. Los puntos en los que se colocan las partículas de cristal, se llaman nodos de cuadrícula.

En los nodos de la celosía de cristal imaginarios pueden ser iones monatómicos, átomos, moléculas. Estas partículas realizan movimientos oscilatorios. Con un aumento en la temperatura del alcance de estas oscilaciones, aumenta, por regla general, a la expansión térmica de TEL.

Dependiendo del tipo de partículas ubicadas en los ensamblajes de la red cristalina, y la naturaleza de la relación entre ellos se distingue por cuatro tipos de celosías cristalinas: iónico, atómico, molecular y metal (Tabla 6).

Tabla 6.
Posición de los elementos en el sistema periódico D. I. MENDELEEV y tipos de decisiones cristalinas de sus principios simples

Las sustancias simples formadas por los elementos que no se presentan en la tabla tienen una cuadrícula de metal.

Llamadas de iónicos de cristal, en los nodos de los cuales son iones. Forman sustancias con un enlace de iones, que se pueden asociar tanto por Na +, Cl, y los iones complejos, es. En consecuencia, las celosías de cristal iónico tienen sales, bases (bultos), algunos óxidos. Por ejemplo, el cristal de cloruro de sodio se construye a partir de iones Na + Na + y CL alternativos y CL negativos, formando una forma de cubo (Fig. 72). Los vínculos entre iones en tal cristal son muy duraderos. Por lo tanto, las sustancias con una celosía de iones tienen una firmeza y durabilidad relativamente altas, son refractarias y no volátiles.

Higo. 72.
Lattice de cristal de iones (cloruro de sodio)

Atómico se llama celosías cristalinas, en los nodos de los cuales son átomos separados. En tales celosías, los átomos están interconectados por enlaces covalentes muy fuertes.

Higo. 73.
Lattice de cristal atómico (diamante)

Este tipo de celosía de cristal tiene un diamante (Fig. 73) es una de las modificaciones alotrópicas del carbono. Los diamantes circundados y pulidos se llaman diamantes. Son ampliamente utilizados en joyería (Fig. 74).

Higo. 74.
Dos coronas imperiales con diamantes:
A - Corona del Imperio Británico; B - Gran corona imperial del imperio ruso.

A sustancias con una celosía de cristal atómica incluyen boro cristalino, silicio y germanio, así como sustancias sofisticadasPor ejemplo, como sílice, cuarzo, arena, cristal de montaña, que incluye óxido de silicona (IV) SiO 2 (Fig. 75).

Higo. 75.
Lattice de cristal atómico (óxido de silicona (IV))

La mayoría de las sustancias con una celosía de cristal nuclear tienen temperaturas de fusión muy altas (por ejemplo, en el diamante, es superior a 3500 ° C, en silicio - 1415 ° C, en sílice - 1728 ° C), son duraderos y firmes, casi insolubles.

Llamadas de cristal de llamada molecular, en los nodos de los cuales son moléculas. Los enlaces químicos en estas moléculas también pueden ser polares covalentes (cloruro de HCl, agua H2 0) y covalentes no polares (n 2 nitrógeno, ozono 0 3). A pesar del hecho de que los átomos dentro de las moléculas están asociadas con enlaces covalentes muy fuertes, fuerzas débiles de la Ley de atracción intermolecular entre las moléculas. Por lo tanto, las sustancias con las celosías cristalinas moleculares tienen baja dureza, bajas temperaturas de fusión, volátil.

Los ejemplos de sustancias con las celosías de cristal molecular son de agua maciza - hielo, óxido de carbono sólido (IV) c) 2: "LUDA SECA" (FIG. 76), HCl de cloruro sólido y sulfuro de hidrógeno H 2 S, sustancias simples simples formadas por uno- (Noble Gaza: helio, neón, argón, krypton), dos (hidrógeno h 2, oxígeno o 2, cloro CL 2, nitrógeno n 2, yodo 1 2), tres- (ozono o 3), cuatro- (fósforo blanco P 4), octate (sulfur S 7) moléculas. La mayoría de los compuestos orgánicos sólidos tienen celosías cristalinas moleculares (naftaleno, glucosa, azúcar).

Higo. 76.
Lattice de cristal molecular (dióxido de carbono)

Las rejillas cristalinas de metal tienen sustancias metálicas de corbata (Fig. 77). En los nodos de tales celosías, hay átomos e iones (entonces átomos, luego iones, en los que los átomos de metal se convierten fácilmente, lo que da a sus electrones externos al uso general). Tal estructura interna de metales determina su característica. propiedades físicas: Purpure, plasticidad, conductividad eléctrica y térmica, brillo de metal.

Higo. 77.
Lattice de cristal metálico (hierro)

Experiencia de laboratorio número 13
Conocimiento con la recolección de sustancias con diferentes tipos de celosía de cristal. Haciendo modelos de celosía de cristal.

Echa un vistazo a la colección de sustancias emitidas a usted. Escriba sus fórmulas, caracterice las propiedades físicas y se basa en el tipo de celosía de cristal en función de ellos.

Recoge el modelo de una de las celosías de cristal.

Para sustancias teniendo estructura molecular, Bastante abierto por el químico francés J. L. Proust (1799-1803) la ley de constancia de la composición. Actualmente, esta ley es la siguiente:

La ley de la pruta es una de las principales leyes de la química. Sin embargo, para sustancias de una estructura no étnica, por ejemplo, IONIC, esta ley no siempre es justa.

Palabras y frases clave

1. Estado sólido, líquido y gaseoso de la sustancia.
2. Sustancias deslizantes: amorfa y cristalina.
3. Latestales de cristal: iónico, atómico, molecular y metal.
4. Propiedades físicas de sustancias con diferentes tipos de celosía de cristal.
5. La ley de constancia de la composición.

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Preguntas y tareas

1. ¿Qué estado agregado será el oxígeno a -205 ° C?
2. Recuerde el trabajo de A. Belyaeva "Selener of Air" y caracteriza las propiedades del oxígeno sólido utilizando su descripción dada en el libro.
3. ¿Qué tipo de sustancias (cristalinas o amorfas) son plásticos? ¿Qué propiedades de los plásticos subyacen a su uso industrial?
4. ¿Qué tipo de rejilla de cristal diamante es? Listar las propiedades físicas características del diamante.
5. ¿A qué tipo de rejilla de yodo cristal pertenece? Listar las propiedades físicas típicas para el yodo.
6. ¿Por qué cambia el punto de fusión de metales en límites muy amplios? Para preparar una respuesta a esta pregunta, use literatura adicional.
7. ¿Por qué un producto de silicona se divide en trozos al golpear, y el producto principal solo se aplana? ¿En cuál de los casos especificados, se produce la destrucción de la vínculo química, y en qué, no? ¿Por qué?

Agua: la sustancia es familiar e inusual. Casi 3/4 de la superficie de nuestro planeta está ocupada por los océanos y mares. Agua Dura - Nieve y hielo cubierto 20% de sushi. El clima del planeta depende del agua. La geofísica argumenta que La Tierra se habría enfriado y se convirtió en un pedazo de piedra sin vida, si no, el agua. Ella tiene una capacidad de calor muy grande. Calefacción, absorbe el calor; Enfriamiento, lo da. El agua subterránea absorbe, y devuelve mucho calor y, por lo tanto, "alinea" el clima. Y desde el frío cósmico protege a la Tierra, las moléculas de agua que se dispersaron en la atmósfera, en las nubes y en forma de vapores.

El agua es la sustancia más misteriosa en la naturaleza después del ADN, Poseer propiedades únicas que no solo se explican completamente, sino que no se conocen a todos. Cuanto más tiempo se está estudiando, se encuentran las anomalías y enigmas más nuevas. La mayoría de estas anomalías, proporcionando la posibilidad de vida en la Tierra, se explican por la presencia entre los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua, que son mucho más fuertes que las fuerzas de atracción de Vanderwalval entre las moléculas de otras sustancias, pero la magnitud de más débil que el iónico y el covalente. Bonos entre átomos en moléculas. Los mismos enlaces de hidrógeno también están presentes en la molécula de ADN.

La molécula de agua (H 2 16 O) consiste en dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (16 O). Resulta que casi la diversidad de las propiedades del agua y la inusualidad de su manifestación se determina, en última instancia, naturaleza física Estos átomos, el método de su asociación en la molécula y la agrupación de las moléculas formadas.

Higo. La estructura de la molécula de agua. . Esquema geométrico (A), modelo plano (B) y estructura electrónica espacial (C) monómero H2O. Dos de los cuatro electrones de la cubierta exterior de un átomo de oxígeno están involucrados en la creación de enlaces covalentes con átomos de hidrógeno, y los otros dos forman órbitas electrónicas fuertemente alargadas, cuyo plano es perpendicular a plano N-OH-N.

La molécula de agua H2O está construida como un triángulo: el ángulo entre dos enlaces El oxígeno es hidrógeno 104 grados. Pero dado que ambos átomos de hidrógeno están ubicados en un lado del oxígeno, las cargas eléctricas se dispersan en ella. Molécula de agua polar, que es la causa de la interacción especial entre las diferentes moléculas. Los átomos de hidrógeno en la molécula H2O, que tienen una carga parcial positiva, interactúan con electrones de átomos de oxígeno de las moléculas adyacentes. Dicha conexión química se llama hidrógeno. Combina las moléculas H2O en asociadas peculiares de la estructura espacial; El plano en el que se ubica los enlaces de hidrógeno son perpendiculares al plano de los átomos de la misma molécula H2O. La interacción entre las moléculas de agua se explica principalmente por las altas temperaturas ilegales de su fusión y ebullición. Es necesario traer energía adicional para romper, y luego destruir los enlaces de hidrógeno. Y esta energía es muy significativa. Es por eso que la capacidad de calor del agua es tan grande.

En la molécula de agua, hay dos enlaces polares covalentes. Se forman al superponer de dos nubes de PS de un solo electrónica de un átomo de oxígeno y las nubes de un electrón de dos átomos de hidrógeno.

De acuerdo con la estructura electrónica de los átomos de hidrógeno y el oxígeno, la molécula de agua tiene cuatro pares electrónicos. Dos de ellos están involucrados en la formación de enlaces covalentes con dos átomos de hidrógeno, es decir, son vinculantes Otros dos pares electrónicos son gratuitos, no vinculantes. Forman una nube electrónica. La nube es inhomogénea: es posible distinguir entre espesos individuales y permafrigeración.

Hay cuatro postes de cargos en la molécula de agua: dos son positivos y dos son negativos. Los cargos positivos se enfocan en los átomos de hidrógeno, como hidrógeno electronegativo de oxígeno. Dos polos negativos caen en dos pares electrónicos no vinculantes de oxígeno.

El núcleo de oxígeno crea un exceso de densidad de electrones. El par de electrones internos de oxígeno está enmarcado uniformemente por el kernel: se representa esquemáticamente por un círculo con el centro-si-said. Cuatro electrones externos se agrupan en dos pares electrónicos, que forman parte del núcleo, pero parcialmente no compensados. Esquemáticamente, los órbitales electrónicos totales de estos pares se muestran en forma de elipses alargados de centro general - Núcleo O 2-. Cada uno de los dos electrones restantes de oxígeno forma un par con un electrón de hidrógeno. Estos pares también son para el núcleo de oxígeno. Por lo tanto, los núcleos de hidrógeno: protones, son algo desnudos, y hay una falta de densidad de electrones.

Por lo tanto, cuatro polos de cargos difieren en la molécula de agua:dos negativos (exceso de densidad electrónica en la región del núcleo de oxígeno) y dos positivos (falta de densidad electrónica en dos núcleos de hidrógeno). Para mayor claridad, es posible imaginar que los polos ocupan los picos del tetraedro deformado, en el centro de los cuales es el núcleo del oxígeno.

Higo. La estructura de la molécula de agua: A - la esquina entre conexiones O-H; B - la ubicación de los postes de carga; en - apariencia Nube electrónica de molécula de agua.

Casi una molécula de agua esférica tiene una polaridad significativamente pronunciada, ya que las cargas eléctricas en él están ubicadas asimétricamente. Cada molécula de agua es un dipolo en miniatura con un momento de dipolo alto - 1.87 DEBYE. Deba - Una unidad incidental de dipolo eléctrico 3.33564 · 10 30 kl · m. Bajo la influencia de dipolos de agua, las fuerzas interatómicas o intermoleculares en la superficie de las sustancias sumergidas en ella se debilitan 80 veces. En otras palabras, el agua tiene una constante dieléctrica alta, la más alta de todas las conexiones conocidas por nosotros.

En gran parte debido a esto, el agua se muestra como un solvente universal. Su acción de disolución de una forma u otra está sujeta a cuerpos, líquidos y gases sólidos.

La capacidad de calor específica del agua es la más grande entre todas las sustancias. Además, es 2 veces mayor que el de hielo, mientras que en la mayoría de las sustancias simples (por ejemplo, metales), en el proceso de fusión, la capacidad de calor prácticamente no se modifica, y en sustancias de moléculas polihídricas, generalmente se reduce. cuando se derrite.

Una idea similar de la estructura de la molécula hace posible explicar muchas propiedades del agua, en particular la estructura del hielo. En la celosía de hielo de cristal, cada una de las moléculas está rodeada por otras cuatro. En la imagen del avión, esto se puede representar como:

La conexión entre moléculas se lleva a cabo por el átomo de hidrógeno. Un átomo de hidrógeno cargado positivamente de una molécula de agua se atrae a un átomo de oxígeno cargado negativamente de otra molécula de agua. Esta conexión se llamó hidrógeno (se denota por puntos). Para la fuerza, el enlace de hidrógeno es aproximadamente 15-20 veces más débil que las comunicaciones covalentes. Por lo tanto, el enlace de hidrógeno se rompe fácilmente, lo que se observa, por ejemplo, cuando la evaporación del agua.

Higo. Bonos a la izquierda - hidrógeno entre moléculas de agua.

La estructura del agua líquida se asemeja a la estructura del hielo. En agua líquida, las moléculas también se asocian entre sí por enlaces de hidrógeno, pero la estructura del agua es menos "dura" que en el hielo. Debido al movimiento de calor de las moléculas en agua, se rompen algunos enlaces de hidrógeno, se forman otros.

Higo. Grid de hielo de cristal. Las moléculas de agua H2O (bolas negras) en sus nodos se encuentran para que cada uno tenga cuatro "vecinos".

La polaridad de las moléculas de agua, la presencia de cargas eléctricas parcialmente no compensadas en ellos genera una tendencia a agrupar las moléculas a las "comunidades" integradas, asociadas. Resulta que solo el agua en el estado de vapor es totalmente consistente con la fórmula H2O. Esto mostró los resultados de la definición. peso molecular vapor de agua. En el rango de temperatura de 0 a 100 ° C, la concentración de individuos (moléculas monoméricas) del agua líquida no excede el 1%. Todas las demás moléculas de agua se combinan en asociadas de diversos grados de complejidad, y su composición se describe por la fórmula general (H2O) X.

La causa inmediata de la formación de los asociados es enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Surgen entre los núcleos de hidrógeno de algunas moléculas y "cohesivos" electrónicos en los núcleos de oxígeno de otras moléculas de agua. Es cierto, estas decenas de decenas de veces más se debilitan que los enlaces químicos intramoleculares "estándar", y movimientos de moléculas bastante ordinarias para destruirlos. Pero bajo la influencia de las fluctuaciones térmicas, las nuevas conexiones de este tipo también surgen fácilmente. La emergencia y la decadencia de los asociados pueden expresarse por el plan:

x · H 2 O↔ (H2O) X

Dado que los órbitales electrónicos en cada molécula de agua forman una estructura tetraédrica, los enlaces de hidrógeno pueden argumentar la ubicación de las moléculas de agua como asociadas coordinadas tetraédricas.

La mayoría de los investigadores explican un líquido anormalmente alto de capacidad de calor. tema de aguaQue al derretir hielo, su estructura de cristal se destruye de inmediato. En agua líquida, los enlaces de hidrógeno se conservan entre las moléculas. Permanece como si los restos de hielo se asocian de un número grande o menor de moléculas de agua. Sin embargo, en contraste con el hielo, cada asociado existe mucho. Siempre existe la destrucción de algunos y la formación de otros asociados. Cada vez que el valor de temperatura en el agua establece su equilibrio dinámico en este proceso. Y cuando se calienta el agua, parte del calor se gasta en la brecha de los enlaces de hidrógeno en los asociados. Al mismo tiempo, se gasta 0.26-0.5 EV en la brecha de cada conexión. Esto explica la capacidad de agua de calor anormalmente alta en comparación con los fundidos de otras sustancias que no forman enlaces de hidrógeno. Cuando tales se calientan, la energía se gasta solo en el mensaje de movimientos térmicos de sus átomos o moléculas. Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua se rompen completamente cuando el agua se está moviendo hacia el vapor. La exactitud de este punto de vista también apunta al hecho de que la capacidad de calor específica del vapor de agua a 100 ° C prácticamente coincide con la capacidad de calor específica a 0ºC.

La siguiente figura:

Elemental elemento estructural El asociado es un clúster: Higo. Separado racimo hipotético de agua. Los clústeres separados forman asociados de moléculas de agua (H2O) X: Higo. Grupos de moléculas de agua forman asociadas.

Hay otro punto de vista sobre la naturaleza de una capacidad de agua anormalmente alta de agua. El profesor G. N. Zatsepina observó que la capacidad de calor molar del agua, que es de 18 kal / (Molgorrad), es exactamente igual a la capacidad de calor molar teórica del sólido con cristales triháticos. Y de acuerdo con la ley de DOTNAG y PT, la capacidad de calor atómica de todos los cuerpos cristalinos químicamente simples (nombres de un solo nombre) a una temperatura suficientemente alta es la misma e igual a 6 caldmol o grad). Y para trocatómico, en Gramolol, hay 3 N y los nudos de la celosía de cristal, - 3 veces más. (Aquí N A es el número de Avogadro).

Desde aquí sigue que el agua es como cuerpo de cristalque consiste en moléculas trucháticas H 2 0. Esto corresponde a una representación común de agua como una mezcla de asociados similares a cristales con una pequeña impureza de las moléculas libres H2O de agua entre ellas, el número de cuál crece con un aumento de la temperatura . Desde este punto de vista, la sorpresa no es una alta capacidad de calor de agua líquida, sino bajo hielo sólido. Una disminución en la capacidad de calor específica de agua durante la congelación se debe a la ausencia de oscilaciones de calor transversales de átomos en una cuadrícula de hielo cristalina rígida, donde cada protón, causando un enlace de hidrógeno, sigue siendo solo un grado de libertad para las oscilaciones térmicas en lugar de tres .

¿Pero a expensas de qué y cómo pueden ocurrir cambios tan grandes en la capacidad de calor del agua sin cambios de presión apropiados? Para responder a esta pregunta, familiarizarse. con la hipótesis del candidato de las ciencias geológicas y mineralógicas yu. A. Kolivnikova sobre la estructura del agua.

Indica que incluso los imprimadores descubren los vínculos de hidrógeno de J. Bernal y R. Fowler en 1932 en comparación con la estructura del agua líquida con una estructura de cristal de cuarzo, y los asociados mencionados anteriormente son principalmente 4h 2 0 tetramera, en los que se encuentra el agua de cuatro moléculas. Conectado a un tetraedro compacto con doce enlaces de hidrógeno interno. Como resultado, se forma una pirámide cuadrupla: tetraedro.

Al mismo tiempo, los enlaces de hidrógeno en estos tetrameters pueden formarse como secuencias legales y zurdos, al igual que los cristales de cuarzo generalizado (SI0 2), que también tienen una estructura tetraédrica, son las formas cristalinas de la derecha y la izquierda. Dado que cada tetrámero de agua también tiene cuatro enlaces de hidrógeno externos no utilizados (como en una molécula de agua), los tetrámeros pueden conectarse por estas conexiones externas en un tipo de cadenas de polímero, como la molécula de ADN. Y, dado que solo hay cuatro conexiones externas, y internas, 3 veces más, permite que los tetrámeros pesados \u200b\u200by duraderos en agua líquida se doble, giren los enlaces de hidrógeno hacia afuera debilitados por las fluctuaciones térmicas. Esto causa la fluidez del agua.

Dicha estructura de agua, según Kalianikov, tiene solo en estado líquido y, posiblemente, parcialmente en vaporiformes. Pero en el hielo, la estructura de cristal, que está bien estudiada, tetrahydroli está interconectada por enlaces de hidrógeno iguales inflexibles en el marco a cielo abierto con vacíos grandes en ella, lo que hace que la densidad de hielo sea menos densidad de agua.

Higo. Estructura de hielo de cristal: las moléculas de agua están conectadas a los hexágonos correctos

Cuando el hielo se derrite, algunos de los enlaces de hidrógeno se debilitan y se dobla, lo que conduce a la reestructuración de la estructura en los tetrámeros descritos anteriormente y hace que el agua líquida sea más densa que el hielo. A 4 ° C, se presenta cuando todos los enlaces de hidrógeno entre los tetramétricos se dobla tanto como sea posible que y se causan por un máximo de densidad de agua a esta temperatura. No hay ninguna parte que se comprenda en los enlaces.

A temperaturas superiores a 4 ° C, comienza la rotura de los enlaces individuales entre los tetrameters, y la mitad de los enlaces de hidrógeno externos se rompen a 36-37 ° C. Esto determina el mínimo en la curva de la capacidad de calor específica del agua de la temperatura. A una temperatura de 70 ° C, casi todas las vínculos con las relaciones sexuales se rompen, y junto con los tetrameters libres en el agua, solo quedan los trozos cortos de las cadenas de "polímero". Finalmente, cuando se produce agua hirviendo, la brecha final ahora es ahora tetramers individuales en moléculas individuales H 2 0. y el hecho de que el calor específico de la evaporación del agua es exactamente 3 veces la cantidad del calor específico de hielo de fusión y el calentamiento posterior. de agua a 100 ° C se confirma por la suposición de Kalianikov. que el número de conexiones internas en Tetramer es 3 veces el número de externo.

Tal estructura de agua de tornillo tetraédrica puede deberse a su antiguo vínculo reológico con cuarzo y otros minerales silvesos que prevalecen en la corteza terrestre, desde las profundidades de los cuales el agua ha aparecido en la tierra. Como una pequeña sal cristalina hace que la solución circundante se cristalice en los cristales similares a ella, y no a otros, por lo que los cuarzo hicieron que las moléculas de agua se alinean en estructuras tetraédricas, que son energéticamente más beneficiosas. Y en nuestra era en la atmósfera de la Tierra, los vapores de agua se condensaron en gotas, forman una estructura de este tipo porque en la atmósfera siempre hay las gotas más pequeñas de agua aerosol que ya tiene esta estructura. Son centros de condensación de vapor de agua en la atmósfera. A continuación se muestran la estructura basada en tetrahedros de silicato de cadena, que también se puede componer de tetraedros de agua.

Higo. Elemental adecuado de silicona oxígeno tetrahedron sio 4-.

Higo. Unidades de escala de sílice elemental: orthogroup SiO 4 4- en la estructura de Mg-Pyroxene, enstate (a) y el SI 2 O 7 6-en Si-Pyroxenoide de Wollastonite (B).

Higo. Los tipos más simples de grupos aniónicos aniónicos de la isla: A-SIO 4, B-SI 2 O 7, B-SI 3 O 9, Sr. 4 O 12, D-SI 6 O 18.

Higo. A continuación se presentan los tipos más importantes de grupos aniónicos de cadena de escala silucera (en Belov): a-metahagmannate, b - piroxena, b - batisitis, m-volastonita, d-vlasitovaya, e-melilita, rin-roditita, z-pirexmangitte, y Metafosfato, -Fluoroberillat, L - Barilite.

Higo. A continuación se muestra la condensación de aniones silucas de Pyroxen en anfíboles de doble hilera celular (A), semilla de anfibe de tres hileras (B), talco en capas y los aniones cercanos a ellos (b).

Higo. A continuación se presentan los tipos más importantes de grupos gráficos de cinta (Belov): a - sillimanítico, anfibole, ksonotlita; b-epidididimitis; en ortoclasia; M-narsarsukitovi; D-fenakite prismático; E-Euclazing Alaid.

Higo. A la derecha: un fragmento (paquete elemental) de la estructura de cristal en capas del mosobitita KAL 2 (ALSI 3 O 10 XOH) 2, que ilustra la versatilidad de las rejillas de aluminio-oxígeno con capas poliedicrales de aluminio grande y cationes de potasio, se asemeja a un ADN cadena.

Otros modelos de la estructura del agua son posibles. Las moléculas de agua en unión tetraédrial forman cadenas peculiares de una composición bastante estable. Los investigadores revelan mecanismos cada vez más sutiles y complejos de la "organización interna" de la masa de agua. Además de la estructura en forma de hielo, el agua líquida y las moléculas monoméricas, el tercer elemento de la estructura se describe, no redemnica.

Una parte determinada de las moléculas de agua se asocia no a marcos tridimensionales, sino en los sindicatos de anillos lineales. Anillos, agrupados, forman complejos aún más complejos de asociados.

Por lo tanto, el agua teóricamente puede formar cadenas, como la molécula de ADN, que se diga a continuación. En esta hipótesis, también es interesante que de ella sigue la igualdad de la existencia de la derecha, y el agua zurda. Pero los biólogos se han notado durante mucho tiempo que en los tejidos biológicos y las estructuras solo se observan a las entidades de izquierda o legales. Un ejemplo de esto son las moléculas de proteínas construidas solo de los aminoácidos de tornillo izquierdo y se torcen solo en la espiral de la izquierda. Pero el azúcar en la vida silvestre es todos los únicos derechos. Nadie ha podido explicar por qué tal preferencia a la izquierda en algunos casos se encuentra en el desierto y a la derecha, en otros. De hecho, en la naturaleza inanimada, es igualmente probable que se encuentren moléculas de mano derecha y izquierda.

Hace más de cien años, el famoso Naturalista Francés Louis Paster descubrió que los compuestos orgánicos en la composición de las plantas y los animales son ópticamente asimétricos, giran el plano de polarización que cae en ellos. Todos los aminoácidos incluidos en animales y plantas giran el plano de polarización a la izquierda, y todos los azúcares son correctos. Si sintetizamos lo mismo a la composición química del compuesto, en cada uno de ellos habrá un número igual de moléculas de excavación a la izquierda.

Como usted sabe, todos los organismos vivos consisten en proteínas, y, a su vez, son de aminoácidos. Conectándose entre sí en una variedad de secuencias, los aminoácidos forman cadenas de péptidos largas, que "giran espontáneamente" en moléculas de proteínas complejas. Como muchos otros compuestos orgánicos, los aminoácidos tienen simetría quiral (del griego. Hiros - Mano), es decir, pueden existir en dos formas simétricas de espejo llamadas "Enantiómeros". Dichas moléculas son similares entre sí, como la mano izquierda y derecha, por lo que se llaman D- y L-moléculas (de Lat. Dexter, Laevus es correcta e izquierda).

Ahora imagine que el medio con las moléculas izquierdo y derecho ha pasado a un estado solo con la izquierda o solo con las moléculas correctas. Tal entorno, los especialistas se llaman quiral (de la palabra griega "Heyra" - Mano) ordenada. La auto-reproducción de la vida (biopohese - por definición D. Bernal) podría haber surgido y apoyado solo en un entorno de este tipo.

Higo. Simpletría de espejo en la naturaleza.

Otro nombre de las moléculas del enantiómero es "relumping" y "mano izquierda", proviene de su capacidad para girar el plano de la polarización de la luz en varias direcciones. Si la luz polarizada linealmente pasa a través de la solución de tales moléculas, convierte el plano de su polarización: en el sentido de las agujas del reloj, si las moléculas en la solución son correctas, y en contra, si a la izquierda. Y en la mezcla de la misma. cantidad D-y L-Forms (se llama "racemato") La luz retendrá la polarización lineal inicial. Esta propiedad óptica de las moléculas quirales fue descubierta por primera vez por Louis Pasteur en 1848.

Es curioso que casi todas las proteínas naturales consisten solo en aminoácidos izquierdos. Este hecho, especialmente sorprende que en la síntesis de aminoácidos en el laboratorio, se forman aproximadamente el mismo número de moléculas derecha e izquierda. Resulta que no solo los aminoácidos poseen esta característica, sino muchas otras sustancias importantes para los sistemas de vida, y cada uno tiene un signo estrictamente definido de simetría de espejo en toda la biosfera. Por ejemplo, los azúcares incluidos en muchos nucleótidos, así como el ADN de los ácidos nucleicos y el ARN, se presentan en el cuerpo con las moléculas D excepcionalmente correctas. Aunque las propiedades físicas y químicas de los "antípodos espejo" coinciden, su actividad fisiológica en los organismos es diferente: L-Caxara no absorbe, L-fenilalanina, en contraste con las moléculas D inofensivas, causa enfermedades mentales, etc.

De acuerdo a ideas modernas Sobre el origen de la vida en la Tierra, la elección de las moléculas orgánicas de un cierto tipo de simetría de espejo sirvió como el principal requisito previo para su supervivencia y su posterior reproducción propia. Sin embargo, la pregunta es cómo y por qué sucedió. selección evolutiva Un u otro antípodo de espejo sigue siendo uno de los misterios de la ciencia más grandes.

El científico soviético L. L. Morozov demostró que la transición a la ordenación quiral podría ocurrir en evolución, sino solo con algún cambio de fase afilada definida. Académico V. I. Goldadansky llamó a esta transición, gracias a la cual la vida nació en la tierra de una catástrofe quiral.

¿Cómo surgió las condiciones para la catástrofe de fase, que causó la transición quiral?

Lo más importante fue que los compuestos orgánicos se derritieron a 800-1000 0s en la corteza terrestre, y la parte superior se enfrió al espacio del espacio, es decir, absoluta cero. La diferencia de temperatura alcanzó 1000 ° C. En tales condiciones, las moléculas orgánicas se derritieron bajo la acción de las altas temperaturas e incluso se destruyeron completamente, y la parte superior se mantuvo fría, ya que las moléculas orgánicas estaban congeladas. Gases y pares de agua que se filtraron de corteza de la Tierracambió composición química compuestos orgánicos. Gaza llevó calor con ellos, debido a que el límite de fusión de la capa orgánica se movió hacia arriba y hacia abajo, creando un gradiente.

A las presiones muy bajas de la atmósfera se encontraba agua. superficie del suelo Solo en forma de vapor y hielo. Cuando la presión alcanzó el llamado punto de agua triple (0.006 atmósfera), el agua podía ser primero en forma de líquido.

Por supuesto, solo es experimentalmente demostrar que la transición quiral causó: causas terrestres o cósmicas. Pero de una forma u otra, en algún momento, las moléculas pedregadas quirales (a saber, los aminoácidos de la izquierda y los azúcares del relevo) resultaron ser más estables y comenzaron un aumento de desigualidad en su cantidad: una transición quiral.

La crónica del planeta cuenta sobre el hecho de que entonces no había montañas en la tierra, ni una depresión. La corteza de granito semi-plano era la superficie como nivel como nivel como el nivel del océano moderno. Sin embargo, dentro de esta llanura, todavía había disminuciones debido a la distribución desigual de las masas dentro de la Tierra. Estas disminuciones desempeñaron un papel extremadamente importante.

El hecho es que los depósitos de fondo plano del trastorno cien e incluso miles de kilómetros y una profundidad de no más de cien metros probablemente se convirtieron en una cuna de la vida. Después de todo, el agua fluía hacia ellos, que se recogió en la superficie del planeta. Agua diluida compuestos orgánicos quirales en el refugio. La composición química del compuesto se cambió gradualmente, la temperatura se estabilizó. La transición de un no viviente a la vida, que comenzó en un ambiente anhidro, continuó en el entorno del agua.

¿Es esa la trama del nacimiento de la vida? Lo más probable es que sí. En la sección geológica de ISSA (Western Groenlandia), la edad de las cuales tiene 3,8 mil millones de años, se encontró compuestos de gasolina y cojinete de aceite con una relación isotópica de C12 / C13, característica del carbono de origen fotosintético.

Si se confirma la naturaleza biológica de los compuestos de carbono del PSA, resulta que todo el período del nacimiento de la vida en la Tierra, de la ocurrencia de la orgánica quiral, antes de que se aprobara solo la aparición de una celda de fotosíntesis y reproducción. En cien millones de años. Y en este proceso, las moléculas de agua y ADN desempeñaron un gran papel.

El más sorprendente en la estructura del agua radica en el hecho de que las moléculas de agua a bajas temperaturas negativas y las altas presiones dentro de los nanotubos se pueden cristalizar en forma de una doble hélice que se asemeja al ADN. Esto fue probado por experimentos informáticos de los científicos estadounidenses bajo el liderazgo de Xiao Cheng Jenn en la Universidad de Nebraska (EE. UU.).

El ADN es una cadena doble torcida en la espiral.Cada hilo consiste en "ladrillos", desde nucleótidos conectados secuencialmente. Cada nucleótido de ADN contiene una de las cuatro bases de nitrógeno: guanina (g), adenina (a) (purina), timin (t) y citosina (c) (pirimidinas) asociadas con desoxiribose, a este último, a su vez, el grupo fosfato Está unido a este último. Entre sí mismo, los nucleótidos adyacentes están conectados en la cadena de un enlace de fosfodias, formadas por 3 "hyproxyl (3" de hipproxilo (3 ") y grupos de 5 "fosfato (5" -RO3). Esta propiedad determina la presencia de polaridad en el ADN, es decir. La dirección opuesta, a saber, 5 "- y 3" -cantantes: 5 ": la constitución de un hilo corresponde al contenido de 3" del segundo hilo. La secuencia de nucleótidos le permite "codificar" información sobre diversos tipos de ARN, lo más importante de los cuales son informativos, o matriz (ARNm), ribosomal (RRNA) y transporte (ARNNA). Todos estos tipos de ARN se sintetizan en la matriz de ADN debido a la copia de la secuencia de ADN en la secuencia de ARN sintetizada durante el proceso de transcripción y participe en el proceso de vida más importante: la transmisión y la información de copia (transmisión).

La estructura primaria de ADN es una secuencia lineal de nucleótidos de ADN en la cadena. La secuencia de nucleótidos en el circuito de ADN se registra en forma de una fórmula del alfabeto: por ejemplo, AGTCATGCAG, la grabación se realiza desde 5 ", en la cadena de ADN de 3" en la conexión.

La estructura secundaria del ADN está formada por las interacciones de los nucleótidos (más que bases nitrogenadas) entre sí, enlaces de hidrógeno. Ejemplo clásico estructura secundaria ADN - ADN Double Helix. La doble hélice de ADN es la forma de ADN más común en la naturaleza que consiste en dos cadenas de polinucleótidos de ADN. La construcción de cada nuevo circuito de ADN se realiza en el principio de complementariedad, es decir,. Cada base de nitrógeno de un circuito de ADN corresponde a una base estrictamente definida de otra cadena: en un par complementario, en frente de A, vale T, y la C, y la C, etc. se encuentran opuestas a G.

De modo que el agua formara una espiral, como, en el experimento simulado, se colocó "en nanotubos de alta presión, variando en diferentes experimentos de 10 a 40,000 atmósferas. Después de eso, se estableció la temperatura, que tenía un valor de -23 ° C. La reserva en comparación con la temperatura de congelación del agua se realizó debido al hecho de que con un aumento de la presión, el punto de fusión del hielo de agua disminuye. El diámetro de los nanotubos fue de 1.35 a 1.90 nm.

Higo. Vista general de la estructura del agua (imagen nueva científico)

Las moléculas de agua se unen entre sí por los enlaces de hidrógeno, la distancia entre el oxígeno y los átomos de hidrógeno es de 96 pm, y entre dos hidrógeno: 150 pm. En el estado sólido, el átomo de oxígeno participa en la formación de dos enlaces de hidrógeno con moléculas de agua adyacentes. En este caso, las moléculas individuales de H2O entran en contacto entre sí con postes diferentes. Por lo tanto, las capas se forman en las que cada molécula se asocia con tres moléculas de su capa y una de las vecinas. Como resultado, la estructura cristalina del hielo consiste en "tubos" hexagonales interconectados, como las células de beesh.

Higo. Estructura de la pared interior del agua (imagen nuevo científico)

Se espera que los científicos vean que el agua en todos los casos forma una estructura tubular delgada. Sin embargo, el modelo mostró que con el diámetro del tubo en 1.35 nm y la presión en las 40000 atmósferas de enlaces de hidrógeno torcidos, lo que llevó a la formación de una hélice de pared doble. La pared interior de esta estructura se torce en cuatro espirales, y el externo consiste en cuatro espirales dobles, similar a la estructura de la molécula de ADN.

El último hecho impone una impresión no solo a la evolución de nuestras ideas sobre el agua, sino también la evolución. vida temprana y la mayor molécula de ADN. Si asumimos que en la era del nacimiento de la vida, las rocas de arcilla cryolíticas tuvieron la forma de los nanotubos, surge la pregunta, podría el agua que le sorprendió a ellos para servir de forma estructural (matriz) para la síntesis del ADN y la lectura. ¿información? Es posible por qué la estructura espiral del ADN repite la estructura espiral del agua en los nanotubos. Según la nueva revista de científicos, ahora se confirmarán nuestros colegas extranjeros para confirmar la existencia de tales macromoléculas de agua en condiciones experimentales reales utilizando espectroscopia infrarroja y espectroscopia de dispersión de neutrones.

K.h.n. O.V. Mosin

De las 14 formas de agua sólida conocidas en la naturaleza, nos encontramos con solo un hielo. El resto se forman en condiciones extremas y que las observaciones fuera de los laboratorios especiales no están disponibles. La propiedad más intrigante del hielo es un colector increíble de manifestaciones externas. Con la misma estructura de cristal, puede parecer completamente diferente, tomando la forma de grados transparentes y carámbanos, copos de nieve esponjosos, más densa corteza de escarcha en un campo nevado o masas glaciares gigantes.

En la pequeña ciudad japonesa de Kaga, ubicada en la Isla de Honshu de Cisjordania, hay un museo inusual. Nieve y hielo. Lo fundó por Ukihiro Nakhai, la primera persona que aprendió a cultivar copos de nieve artificiales en el laboratorio, tan hermosa como los que caen del cielo. En este museo de visitantes, los hexágonos correctos rodean de todos los lados, porque es precisamente tal, hexagonal, la simetría es característica de los cristales de hielo ordinario (por cierto, la palabra griega kristallos, de hecho, y significa "hielo") . Define muchas propiedades únicas y hace copos de nieve, con toda la variedad infinita, crecer en forma de SPARS con seis, con menos frecuencia, tres o doce rayos, pero nunca, con cuatro o cinco.

Moléculas en al aire libre

La solución de la estructura de agua sólida se encuentra en la estructura de su molécula. H2O se puede simplificar para imaginar en forma de tetraedro (pirámides con una base triangular). El centro es oxígeno, en dos vértices, según hidrógeno, más precisamente, protones, cuyos electrones están involucrados en la formación de enlaces covalentes con oxígeno. Los dos vértices restantes ocupan un par de electrones de valencia de oxígeno que no participan en la formación de conexiones intramoleculares, por lo que se llaman regadas.

Cuando el protón interactúa con una sola molécula con un par de electrones de vapor de oxígeno, una molécula diferente ocurre un enlace de hidrógeno, menos fuerte que la conexión es intramolecular, pero lo suficientemente potente como para mantener las moléculas vecinas. Cada molécula puede formar simultáneamente cuatro enlaces de hidrógeno con otras moléculas en ciertos ángulos estrictamente, que no permiten la congelación para crear una estructura densa. Esta carcasa invisible de enlaces de hidrógeno tiene moléculas en forma de una malla abierta con canales huecos. Es necesario calentar el hielo, ya que el encaje se derrumba: las moléculas de agua comienzan a caer en el vacío de la cuadrícula, lo que lleva a una estructura más densa del fluido, por lo que el agua es más pesada que el hielo.

Hielo que se forma cuando presión atmosférica Y se derrite a 0 ° C, - lo más familiar, pero aún no hasta el final de la sustancia. Mucho en su estructura y las propiedades se ven inusuales. En los nodos de la red de hielo de cristal, los átomos de oxígeno se construyen ordenados, formando los hexágonos correctos, pero los átomos de hidrógeno ocupan una variedad de posiciones a lo largo de la relación. Dicho comportamiento de los átomos es generalmente atípicamente, por regla general, en la materia sólida, todos obedecen a una ley: ya sea que todos los átomos están ordenados, y luego es un cristal, o por casualidad, y luego es una sustancia amorfa.

El hielo es difícil de derretirse, sin importar cómo sonar. No sean enlaces de hidrógeno, agarrando las moléculas de agua, se derretiría a -90 ° C. Al mismo tiempo, la congelación, el agua no disminuye en el volumen, ya que ocurre con la mayoría de las sustancias bien conocidas, sino que aumenta debido a la formación de la estructura de hielo a cielo abierto.

Las "raras" de hielo incluyen la generación de radiación electromagnética por sus criadores crecientes. Durante mucho tiempo se sabe que la mayoría de las impurezas disueltas en agua no se transmiten al hielo cuando comienza a crecer, simplemente hablando, está congelado. Por lo tanto, incluso en la piscina más sucia, la película de hielo es limpia y transparente. Las impurezas se acumulan en la frontera de los medios sólidos y líquidos, en forma de dos capas de cargas eléctricas de un signo diferente, lo que causa una diferencia significativa en los potenciales. La capa cargada de impurezas se mueve junto con el límite inferior. hielo joven y emite ondas electromagnéticas. Debido a esto, el proceso de cristalización se puede observar en detalle. Por lo tanto, el cristal, que crece en la forma en forma de una aguja, se irradia de otro tipo que los procesos laterales de recubrimiento, y la radiación del grano creciente difiere de lo que ocurre cuando los cristales se agrietan. En forma, secuencia, frecuencia y amplitud de los pulsos de radiación, es posible determinar cómo la velocidad se congela el hielo y lo que se obtiene la estructura de hielo.

Hielo equivocado

En condiciones sólidas, el agua tiene, de acuerdo con los últimos datos, 14 modificaciones estructurales. Hay cristalinos entre ellos (la mayoría de ellos), hay amorfos, pero todos se diferencian unos de otros. ubicación mutua Moléculas de agua y propiedades. Es cierto, todo, además del hielo habitual, se forma en condiciones de exóticas, a temperaturas muy bajas y altas presiones, cuando los ángulos de los enlaces de hidrógeno en la molécula de agua se cambian y los sistemas distintos del hexagonal. Por ejemplo, a una temperatura inferior a -110 ° C, los vapores de agua caen en una placa de metal en forma de octaedra y cubos de tamaño en varios nanómetros, este es el llamado hielo cúbico. Si la temperatura está ligeramente superior a -110 °, y la concentración del vapor es muy pequeña, se forma una capa de hielo amorfo excepcionalmente denso en la placa.

Las dos últimas modificaciones de ICE - XIII y XIV, abrieron a científicos de Oxford recientemente, en 2006. La predicción de hace 40 años que los cristales de hielo deben existir con celosías monoclínicas y rombicas, fue difícil confirmar: la viscosidad del agua a una temperatura de -160 ° C es muy grande, y juntas las moléculas de agua supercilar en tal cantidad para formar. Un germen de cristal, difícil. Ayudó al catalizador - ácido clorhídricoque aumentó la movilidad de las moléculas de agua a bajas temperaturas. En la naturaleza terrenal, tales modificaciones de hielo no pueden formarse, pero se pueden buscar satélites congelados de otros planetas.

La Comisión decidió

El copo de nieve es un cristal único de hielo, una variación en un cristal hexagonal, pero se cultiva rápidamente, bajo condiciones de noquilibrio. Sobre el misterio de su belleza e infinita diversidad, las mentes más educadas están luchando. El astrónomo Johann Kepler en 1611 escribió todo un tratado "en los copos de nieve hexagonales". En 1665, Robert Guk en un enorme Tomo de bocetos de todo lo que vio con un microscopio, publicó muchos patrones de copo de nieve de las formas más diferentes. La primera foto exitosa de los copos de nieve bajo el microscopio hizo en 1885, el agricultor estadounidense Wilson Bentley. Desde entonces, ya no podía parar. Hasta el final de la vida, cuarenta años, Bentley los fotografió. Más de cinco mil cristales, y no el mismo.

Los seguidores más famosos de Bentley ya se mencionan a Ukihiro Nakhai y el físico estadounidense Kenneth Libbbrecht. Namai sugirió primero que la magnitud y la forma de los copos de nieve dependen de la temperatura del aire y de la humedad, y confirmaron brillantemente esta hipótesis experimentalmente, creciendo en el laboratorio de cristales de hielo de diferentes formas en el laboratorio. Y Libbrecht por su cuenta comenzó a crecer los copos de nieve para ordenar, una forma predeterminada.

La vida del copo de nieve comienza con el hecho de que en la nube de vapor de agua, los embriones cristalinos de hielo se forman con una disminución de la temperatura. El centro de la cristalización puede ser polvo, cualquier partícula sólida o incluso iones, pero en cualquier caso, estos tipos de hielo en tamaño inferior al décimo lóbulo del milímetro ya tienen una celosía de cristal hexagonal.

El vapor de agua, condensación en la superficie de estos embriones, forma un pequeño prisma hexagonal primero, de seis esquinas, de las cuales las agujas heladas completamente idénticas comienzan a crecer, los procesos laterales. Lo mismo, simplemente porque la temperatura y la humedad alrededor del embrión también son las mismas. Ellos, a su vez, crecen como en un árbol, procesos laterales - ramitas. Tales cristales se llaman dendritas, es decir, similar al árbol.

Moviéndose hacia arriba y hacia abajo en la nube, el copo de nieve cae en condiciones con diferentes temperaturas y la concentración de vapor de agua. Su forma cambia, a este último, obedeciendo las leyes de la simetría hexagonal. Así que los copos de nieve se vuelven diferentes. Aunque teóricamente en una nube a una altura, pueden "originarse" lo mismo. Pero el camino hacia el suelo cada uno tiene su propio, bastante largo, en promedio, el copo de nieve cae a una velocidad de 0,9 km por hora. Entonces, cada uno tiene su propia historia y su forma final. Formando el hielo es transparente, pero cuando hay muchos de ellos, luz de sol, reflexionando y dispersos en numerosas caras, crea la impresión de una masa opaca blanca, lo llamamos nieve.

Para no confundir la diversidad de los copos de nieve, la Comisión Internacional de Nieve y Hielo tomó en 1951 una clasificación bastante simple de los cristales de hielo: platos, cristales de estrella, columnas o columnas, agujas, dendritas espaciales, columnas con consejos y formas equivocadas. Y tres tipos más de sedimentos sueltos: la esquina nevada pequeña, el kit helado y el granizo.

Las mismas leyes obedecen el crecimiento de INEA, HOARFROST y PATRONS en las gafas. Estos fenómenos, como los copos de nieve, se forman durante la condensación, una molécula para una molécula, en la tierra, la hierba, los árboles. Los patrones en la ventana aparecen en la escarcha, cuando la humedad del aire caliente se condensa en la superficie del vidrio. Pero las gradas se obtienen cuando las gotitas de agua están congeladas o cuando las nubes saturadas de hielo en las nubes son capas densas en los embriones de los copos de nieve. En las calificaciones se pueden solo otros, ya formados copos de nieve, derritiéndose con ellos, gracias a los que los graduados toman las formas más extrañas.

Estamos en la tierra en lugar de una modificación sólida de agua, hielo ordinario. Literalmente, impregna todos los hábitats o la estancia de una persona. La recolección en grandes cantidades, la nieve y el hielo forman estructuras especiales con fundamentos fundamentalmente diferentes, en lugar de en cristales individuales o copos de nieve, propiedades. Los glaciares de montaña, las casas heladas de las zonas acuáticas, la eterna merzlota, y la justa cubierta de nieve de temporada afectan significativamente el clima de grandes regiones y planetas en su conjunto: incluso aquellos que nunca han visto nieve, sienten el aliento de sus masas acumuladas en los polos de la Tierra, por ejemplo, en forma de oscilaciones perennes del nivel del Océano Mundial. Y el hielo lo ha hecho tan gran importancia Para la aparición de nuestro planeta y un hábitat cómodo en él de seres vivos, que los científicos tomaron un ambiente especial para él, una crosesfera que extiende sus posesiones a la atmósfera y profundamente en la courra terrenal.

Olga Maksimenko, candidato de las ciencias químicas

Como ya sabemos, la sustancia puede existir en tres estados agregados: gaseoso, sólido y líquido. El oxígeno, que en condiciones normales se encuentra en un estado gaseoso, a una temperatura de -194 ° C se convierte en un líquido de color azulado, y a una temperatura de -218.8 ° C se convierte en una masa en forma de nieve con cristales azules.

El intervalo de temperatura de la existencia de una sustancia en un estado sólido se determina mediante temperaturas de ebullición y fusión. Los sólidos hay cristal y amorfo.

W. sustancias amorfas No hay un punto de fusión fijo, cuando se calienta, se ablandan gradualmente y entran en estado fluido. En tal estado, por ejemplo, hay varias resinas, plastilina.

Sustancias cristalinas Se distinguen por la disposición lógica de las partículas, de las cuales consisten en: átomos, moléculas e iones, - en puntos de espacio estrictamente definidos. Cuando estos puntos están conectados por líneas rectas, se crea un marco espacial, se llama una celosía de cristal. Puntos en los que se llaman partículas de cristal. nodos de cuadrícula.

En los nodos de la red imaginaria pueden ser iones, átomos y moléculas. Estas partículas realizan movimientos oscilatorios. Cuando aumenta la temperatura, el alcance de estas oscilaciones también está aumentando, lo que conduce a una expansión térmica de Tel.

Dependiendo de la variedad de partículas ubicadas en los nodos de la red cristalina, y la naturaleza de la relación entre ellos se distingue por cuatro tipos de celosías de cristal: iónico, atómico, molecular y metal.

Iónico Llaman a dichas celosías de cristal, en los nodos de los cuales se encuentran los iones. Forman sustancias con un enlace de iones, que se pueden asociar tanto por NA +, CL y complejo SO24-, OH-. Por lo tanto, las celosías cristalinas iónicas tienen sales, algunos óxidos y hidroxilos metálicos, es decir, Esas sustancias en las que hay un enlace químico iónico. Considere el cloruro de sodio de cristal, consiste en alternar positivamente iones Na + y CL negativo, juntos forman una cuadrícula en forma de un cubo. Los vínculos entre iones en tal cristal son extremadamente resistentes. Debido a esta sustancia con una celosía de iones, tienen una resistencia y dureza relativamente alta, son refractarias y no volátiles.

Atómico Las celosías cristalinas se denominan dichas celosías de cristal, en los nodos de los cuales son átomos individuales. En dichas celosías, los átomos están conectados entre ellos mismos enlaces covalentes muy fuertes. Por ejemplo, el diamante es uno de los modos de carbono alotrópico.

Las sustancias con una parrilla de cristal atómica no son muy comunes en la naturaleza. Estos incluyen boro cristalino, silicio y germanio, así como sustancias complejas, como tales, como parte de las cuales tienen óxido de silicona (IV) - SiO 2: sílice, cuarzo, arena, diamantes de imitación.

La abrumadora mayoría de sustancias con una celosía de cristal atómica tiene temperaturas de fusión muy altas (diamante que supera los 3500 ° C), tales sustancias son duraderas y sólidas, prácticamente no solubles.

Molecular Llaman dichas celosías de cristal, en los nodos de los cuales son moléculas. Los enlaces químicos en estas moléculas también pueden ser polares (HCl, H 2 0) y no polar (n 2, O 3). Y aunque los átomos dentro de la peladura están vinculados a enlaces covalentes muy fuertes, las fuerzas débiles del acto de atracción intermolecular entre las moléculas. Es por eso que las sustancias con las celosías cristalinas moleculares se caracterizan por una baja dureza, bajo punto de fusión, volatilidad.

Ejemplos de tales sustancias pueden servir como hielo sólido - hielo, sólido de carbono (IV): "hielo seco", cloruro sólido y sulfuro de hidrógeno, sustancias sólidas formadas por uno (gases nobles), dos - (H 2, O 2, CL 2, N 2, I 2), tres - (O 3), cuatro - (P4), moléculas octomyómicas (S 8). La abrumadora mayoría de compuestos orgánicos sólidos tienen celosías cristalinas moleculares (naftaleno, glucosa, azúcar).

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