„fascicular de apa“: mituri și realitate
Un alt curs școală de chimie este bine cunoscut faptul că moleculele de apă sunt atrași unul de celălalt, prin utilizarea unui tip special de interacțiuni dipol-dipol, cunoscut mai bine ca legătura de hidrogen. legături de hidrogen se formează mănunchi în care patru molecule de H2O sunt situate în colțurile unui tetraedru, este deosebit de avantajos pentru energia de calitate inferioară. Molecule supuse mișcării termice rapide în scara în sens orar a picoseconds (10-12 secunde), astfel încât validitatea oricărei configurații de cluster este tranzitorie.
Diferite tehnici, inclusiv de absorbție în infraroșu, împrăștierea de neutroni și rezonanță magnetică nucleară au fost folosite pentru a studia structurile microscopice de apă. Pe baza informațiilor obținute prin experimente și calcule teoretice, „modelul“ de bază 20 pe care cercetătorii au încercat să explice structura și comportamentul apei. Dar, atâta timp cât nu avem nici o concluzie finală. Astfel, întrebarea „Cum să se facă distincția între membrii“ cluster „de molecule vecine nu sunt incluse în acest grup?“ Și „Cum să se separe legăturile de hidrogen sunt în mod constant defalcate și re-formă în scara de timp picosecond, pentru a face grupuri de hidrogen care au orice existență semnificativă în cadrul perioadă lungă de timp? „sunt încă deschise. Cu alte cuvinte, clusterele sunt elemente de tranziție, în timp ce „structură“ este un mecanism molecular care este mai durabil. Este recomandabil să se utilizeze termenul „clustere“ în descrierea structurii apei?
O teorie a fost propusă în 1950 că apa este un set de „clustere“ pâlpâitoare de diferite dimensiuni, dar ea nu a fost încă în măsură să explice multe dintre proprietățile observate ale fluidului. Știința modernă sprijină modelarea moleculară, începută în 1980, în care într-o perioadă foarte scurtă de timp (mai puțin de o picosecunde), apa este mai mult ca un „gel“, format dintr-un grup imens. Scala de timp de 9-12 secunde de rotație, și alte mișcări provoacă legături individuale de hidrogen termic rupe și reconstruite în noi configurații, provocând discontinuitățile locale în continuă schimbare a căror magnitudine și efect depinde de temperatura și presiunea.
Este probabil că sumele foarte mici de clustere de apă de localizare pot avea o existență trecătoare. Dar au existat multe calcule teoretice, care au arătat că anumite combinații sunt mai stabile decât altele. Oricum, principala concluzie a studiilor și calcule este că 80% din moleculele de apă legate în lanț. Astfel, ipoteza este sustinuta prin schimbarea dinamica dezordonat de apă structură (Fig. 1).
Fig. 1. Structura clusterelor de apă
Anna Belyaeva,
Universitatea din Duisburg-Essen, Germania,
Consultant științific de cercetare și servicii de firmă „Otava“