Безупречная структура воды
Безупречная структура воды
От: Миша Баданов
Вопрос: Олег, здрасти. Как Вы считаете, безупречная структура воды, её структурная картина безупречной воды должна больше прогуляться на структуру кремнезема (двуокиси кремния) либо на структуру кристаллического кремния (Si)?
——
Ответ:
Здрасти, Миша.
В текущее время есть несколько моделей, описывающих структуру жидкостей – микрокристаллические, квазикристаллические, фрактальные и фрактально-клатратные модели. Согласно микрокристаллической модели Дж. Бернала и П. Фаулера в воды есть группы молекул – микрокристаллы, содержащие несколько 10-ов либо сотен молекул, снутри которых сохраняется порядок твердого тела. Подразумевается, что молекулы воды размещены в воде не так, как во льду, а подобно атомам кремния в минерале тридимите либо в более плотной модификации кремнезёма – кварце (Si2O).
Самая увлекательная особенность кварца состоит в том, что подобно воде его кристалл обладает тетраэдрической структурой (рис. 1). Так как наружных связей всего четыре, а внутренних – втрое больше, то это позволяет тетрамерам в водянистой воде изгибать, поворачивать и даже надламывать ослабленные термическими колебаниями молекул воды наружные водородные связи. Это и разъясняет текучесть воды и другие ее характеристики. Потому что каждый таковой тетрамер воды имеет к тому же четыре незадействованные наружные водородные связи, то тетрамеры могут соединяться этими наружными связями в собственного рода полимерные цепочки, наподобие молекулы ДНК (рис. 2-5).
Современными способами анализа структуры было подтверждено, что молекулы воды также способны за счет водородных связей создавать подобные структуры, представляющие из себя топологические цепочки и кольца из огромного количества молекул Н2О.
Рис. 1. Кристаллическая структура кварца (слева) и тетраэдрическая структура воды (справа).
Рис. 2. Простые кремнекислородные единицы-ортогруппы SiO44- в структуре Mg-пироксена в минерале энстатите (а) и диортогруппы Si2O76- в Са-пироксеноиде волластоните (б).
Рис. 3. Главные типы кремнекислородных цепочечных группировок (по Белову): а-метагерманатная, б — пироксеновая, в — батиситовая, г-волластонитовая, д-власовитовая, е-мелилитовая, ж-родонитовая, з-пироксмангитовая, и-метафосфатная, к-фторобериллатная, л — барилитовая.
Рис. 4. Главные типы ленточных кремнекислородных группировок (по Белову): а — силлиманитовая, амфиболовая, ксонотлитовая; б-эпидидимитовая; в-ортоклазовая; г-нарсарсукитовая; д-фенакитовая призматическая; е-эвклазовая вкрапленная.
Рис. 5. Кусок слоистой кристаллической структуры минерала мусковита KAl2(AlSi3O10.OH)2, иллюстрирующий переслаивание алюмокремне-кислородных сеток с полиэдрическими слоями больших катионов Al3+ и K+, напоминающие двухцепочечную структуру ДНК.
Другая особенность кварца состоит в том, что его кристаллы оптически активны, т. е. способны вести взаимодействие с поляризованным светом, в т. ч на поверхности кристалла. Потому, на поверхности кристаллов кварцев была вероятна избирательная абсорбция L- и D-изомеров. Данный факт может разъяснить стереоселективность эволюции.
Предполагаемая структура воды могла быть обоснована ее старой реологической связью с кварцем и другими кремнекислородными минералами, преобладающими в земной коре, в контакте с которыми пребывала вода. С силикатными породами связано и развитие древних форм жизни на Земле.
Есть и другие модели, описывающие структуру воды и ее аномальные характеристики, подробнее о которых Вы сможете ознакомиться на нашем веб-сайте.
С почтением,
О.В. Мосин