Связь молекул воды меж собой
Связь молекул воды меж собой
Молекулы воды связаны меж собой средством водородных связей, расстояние меж атомами кислорода и водорода равно 96 пм, а меж 2-мя водородами — 150 пм. В твёрдом состоянии атом кислорода участвует в образовании 2-ух водородных связей с примыкающими молекулами воды. При всем этом отдельные молекулы H2O соприкасаются вместе разноимёнными полюсами. Таким макаром, образуются слои, в каких любая молекула связана с 3-мя молекулами собственного слоя и одной из примыкающего. В итоге, кристаллическая структура льда состоит из шестигранных «трубок» соединенных меж собой, как пчелиные соты.
Согласно данным компьютерного моделирования, при поперечнике трубки в 1,35 нм и давлении в 40000 атмосфер водородные связи скривились, приведя к образованию спирали с двойной стеной. Внутренняя стена этой структуры является скрученной в четыре спиралью, а наружняя состоит из четырёх двойных спиралей, схожих на структуру молекулы ДНК.
Последний факт накладывает отпечаток не только лишь на эволюцию наших представлений о воде, да и эволюцию ранешней жизни и самой молекулы ДНК. Если представить, что в эру зарождения жизни криолитные глинистые породы имели форму нанотрубок, появляется вопрос — не могла ли вода, сорбированная в их служить структурной основой – матрицей для синтеза ДНК и считывания инфы? Может быть, потому спиральная структура ДНК повторяет спиральную структуру воды в нанотрубках. Как докладывает журнальчик New Scientist, сейчас нашим забугорным сотрудникам предстоит подтвердить существование таких макромолекул воды в реальных экспериментальных критериях с внедрением инфракрасной спектроскопии и спектроскопии нейтронного рассеяния.
Такие исследования нанокристаллов льда были проведены в 2007 году Микаелидес из Центра нанотехнологий в Лондоне и Моргенштерн из института им. Лейбница в Ганновере (рис. 36). Они охлаждали водяной пар над поверхностью железной пластинки, находящейся при температуре 5 градусов Кельвина. Скоро при помощи сканирующего туннельного микроскопа на пластинке удалось следить гексамер (6 соединенных меж собой молекул воды) — мельчайшую снежинку. Это самый небольшой из вероятных кластеров льда. Ученые следили также кластеры, содержащие семь, восемь и девять молекул.
Рис. 36. Изображение гексамера воды, приобретенное при помощи сканирующего туннельного микроскопа Размер гексамера в поперечнике — около 1 нм. Фото London Centre for Nanotechnology
Разработка технологии, позволившей получить изображение гексамера воды — само по себе принципиальное научное достижение. Для наблюдения пришлось уменьшить зондирующий ток до минимума, что и позволило предохранить слабенькие связи меж отдельными молекулами воды от разрушения вследствие процесса наблюдения. Кроме этого, в работе были применены теоретические подходы квантовой механики. Полный подход отдал впечатляющие результаты.
В отличие от кристаллического льда, где меж всеми молекулами воды энергия связи схожа, в нанокластерах есть чередование сильных и слабеньких связей (и соответственных расстояний) меж отдельными молекулами. Получены также принципиальные результаты о возможности молекул воды к рассредотачиванию водородных связей и к их связи с поверхностью металла.
Теоретические анализы Опарина, опыты Миллера, Фокса и др. безусловно обосновывают, что в природе могут структурироваться органические молекулы из неорганических. Основным источником энергии в их опытах является тепло. В природе это солнечная радиация и энергия магмы. Другой очень значимый вывод – это, что зарождение жизни может произойти в щелочной среде. Во всех случаях наблюдается самоорганизация живого.
В XIX в. Пастьор направил внимание, что в неживой природе молекулы являются симметричными. А в живой природе наблюдается зеркальная ассиметрия молекул. Белки состоят из левовращающих аминокислот. Данное свойство определяется вращением молекулой плоскости поляризации света. Как разъяснить парадокс?
Может быть, наличие ассиметрии в органических молекулах проявилось, когда открытая система, предшествувающая биосфере, находилась в очень неравновесном критичном состоянии.
Произошел скачкообразный эволюционный переход, что является соответствующей особенностью самоорганизации. Примером такового состояния являются опыты, где водные молекулы напоминают ДНК в нанотрубах. Переход из симметричных молекул неживой природы к ассиметричным биомолекулам живой мог произойти на исходном шаге хим эволюции, как самоорганизация материи. Проф. Антонов обосновал, что вода тоже является открытой системой и обменивается энергией и веществом с окружающей средой (проф. Антонов, 1992).
Такие экстремальные условия наблюдаются при вулканической деятельности, разрядах в атмосфере юный Земли. Минеральная вода, взаимодействуюшая с карбонатом кальция, также морская вода, являются подходящим диапазоном для сохранения самоорганизующихся структур. Эффект Кирлиана в лабораторных критериях делает селективный разряд, позволяющий следить излучение света атомами либо молекулами. При опытах Миллера также создаются неравновесные экстремальные условия с газовым разрядом.
Кирлиановая аура — плазменное свечение электронного разряда наблюдается на поверхности предметов, находящихся в переменном электронном поле высочайшей частоты 10-100 кГц, при котором появляется поверхностное натяжение меж электродом и исследуемым объектом от 5 до 30 кВ. Эффект Кирлиана наблюдается подобно молниям либо статическому уровню на всех био, органических объектах, также на неорганических образчиках разного характера.
Для визуализации Кирлиановой ауры на электрод подаётся высочайшее переменное напряжение с высочайшей частотой — от 1 до 40 киловольт при 200-15000 Герц. Другим электродом служит сам объект. Оба электрода разбиты изолятором и узким слоем воздуха, молекулы которого подвергаются диссоциации под действием сильного магнитного поля, возникающего меж электродом и объектом. В этом слое воздуха, находящемся меж объектом и электродом, происходит три процесса.
1-ый процесс заключается в ионизации и образовании атомарного азота.
2-ой процесс – ионизация молекул воздуха и образования ионного тока – коронного разряда меж объектом и электродом. Форма короны свечения, её плотность и т.п. определяются своим электрическим излучением объекта.
3-ий процесс — переход электронов с низших на высшие энерго уровни и назад. При всем этом переходе электронов происходит излучение кванта света. Величина перехода электрона находится в зависимости от собственного электрического поля исследуемого объекта. Потому в разных точках поля, окружающего объект, электроны получают различные импульсы, т.е. перескакивают на различные энерго уровни, что приводит к испусканию квантов света разной длины и энергии. Последние регистрируются человечьим глазом либо цветной фотобумагой в качестве разных цветов, которые зависимо от объекта могут окрашивать корону свечения в разные цвета. Эти три процесса в собственной совокупы дают общую картину кирлиан-эффекта, который позволяет учить электрическое поле объекта. Эффект Кирлиана, таким макаром, связан с биоэлектрической аурой живого объекта.
См. ссылку: www.o8ode.ru/article/learn/kirlian.htm