Ледовые правила
В химии правила льда — это основные принципы, управляющие расположением атомов в водяном льду . Они также известны как правила Бернала-Фаулера , в честь британских физиков Джона Десмонда Бернала и Ральфа Х. Фаулера, которые впервые описали их в 1933 году. [1]
Правила гласят, что каждый кислород с ковалентно связан двумя атомами водорода , и что атом кислорода в каждой молекуле воды образует две водородные связи с другими молекулами воды, так что между каждой парой атомов кислорода находится ровно один водород. [2]
Другими словами, в обычном каждый льду кислород связан в общей сложности с четырьмя атомами водорода, две из которых сильные, а две гораздо слабее. Каждый водород связан с двумя атомами кислорода: прочно с одним и слабо с другим. Полученная конфигурация геометрически представляет собой периодическую решетку. Распределение связей на этой решетке представлено ориентированным графом (стрелки) и может быть как упорядоченным, так и неупорядоченным. В 1935 году Лайнус Полинг использовал ледовые правила для расчета остаточной энтропии (энтропии при нулевой температуре) льда I h . [3] По этой (и другим) причинам эти правила иногда ошибочно приписывают и называют «ледяными правилами Полинга» (не путать с правилами Полинга для ионных кристаллов).
Хорошую фигурку получившейся структуры можно найти у Хаманна. [4]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бернал, доктор юридических наук; Фаулер, Р.Х. (1 января 1933 г.). «Теория воды и ионных растворов с особым упором на ионы водорода и гидроксила» . Журнал химической физики . 1 (8): 515. Бибкод : 1933ЖЧФ...1..515Б . дои : 10.1063/1.1749327 . Проверено 13 апреля 2012 г.
- ^ см . Сингер, С.; Куо, Дж.Л.; Хирш, Т.; Найт, К.; Оямяэ, Л.; Кляйн, М. (2005). «Топология водородных связей и фазовые переходы водородного упорядочения льда VII/VIII и льда Ih/XI» (PDF) . Письма о физических отзывах . 94 (13). Бибкод : 2005PhRvL..94m5701S . doi : 10.1103/PhysRevLett.94.135701 . hdl : 1811/48120 .
- ^ Полинг, Лайнус (1 декабря 1935 г.). «Структура и энтропия льда и других кристаллов с некоторой хаотичностью атомного расположения». Журнал Американского химического общества . 57 (12): 2680–2684. дои : 10.1021/ja01315a102 .
- ^ Хаманн, Д.Р. (1997). «Водородная связь H_{2}O в теории функционала плотности». Физический обзор B . 55 (16): 10157 рэндов. Бибкод : 1997PhRvB..5510157H . doi : 10.1103/PhysRevB.55.R10157 . рис.1
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Правила Бернала-Фаулера в Словаре метеорологии. [1]
- Экспозиция Криса Уилсона и Бретта Мармо. [2]
- Чаплин, Мартин (15 ноября 2016 г.). «Ледяные правила » . Структура воды и наука . Лондонский университет Саут-Бэнк , факультет прикладных наук . Проверено 26 марта 2017 г.