Двухструктурная модель

Cтраница 2

Таким образом, изотопный эффект в сжимаемости тяжелой воды можно объяснить, исходя из двухструктурной модели воды и теории влияния изотопии на энергию разрыва водородной связи и ван-дер-ваальсово взаимодействие. [16]

Ее широко используют также и для объяснения свойств водных растворов. Двухструктурные модели из-за их относительной простоты позволяют получать расчетные формулы для термодинамических функций; кроме того, они сохраняют пока свое значение как способ объяснения ряда специфических свойств воды, а также ( что важнее) водных растворов. [17]

Самойлова получили дальнейшее развитие в работе [179], авторы которой рассчитали потенциальные барьеры, управляющие молекулярным обменом в гидратных оболочках ионов. Основываясь на двухструктурной модели гидратной оболочки, В. М. Вдо-венко и др. [179] нашли, что у каждого иона за слоем первичной гидратации, где молекулы воды прочно связаны с ионом, существует область разрушенной структуры, где потенциальные барьеры, разделяющие соседние положения равновесия, ниже, чем в чистой воде. Приближенная количественная характеристика потенциальных барьеров, полученная ими, в общем согласуется с наблюдаемыми экспериментально свойствами водных растворов электролитов. [18]

С ростом температуры структурное равновесие вода-1 J вода-2 J 5 вода-3 смещается вправо. Девис и Литовиц предложили двухструктурную модель, которая содержит гексагональные кольца типа структуры льда I. В одном состоянии эти кольца имеют ажурную упаковку с длинными водородными связями между ними, в другом - они сжаты и образуют плотно-упакованную структуру, приближающуюся к объемноцентрированной кубической решетке. [19]

Вода как полярный растворитель является не просто инертной средой, в которой могут быть растворены различные вещества, но и матрицей, накладывающей значительный отпечаток своих свойств на физико-химические свойства образующейся гомогенной системы. Некоторые авторы, основываясь на двухструктурной модели жидкой воды, отмечают, что при растворении неполярных газов только атомы гелия и молекулы водорода могут свободно, без разрушения водородных связей, помещаться в полости льдо-подобной структуры воды. Внедрение больших по размеру молекул обусловливает деформацию или разрушение каркаса надмолекулярных образований. Предполагается, что растворение аргона, азота и кислорода сопровождается внедрением их атомов или молекул в частично деформированные за счет изогнутых водородных связей полости, что приводит к увеличению количества связанных молекул воды и искажению ее льдоподобного каркаса. [20]

В последние годы становится все более популярной идея о существенной роли димерных молекул в формировании структуры жидкой воды. Так, Викке [26] считает, что димерные молекулы воды являются третьим состоянием воды. Сложность его двухструктурной модели, однако, едва ли делает ее более совершенной, чем модели О. Я. Самойлова и Фрэнка и Вина, а экспериментальных прямых доказательств эта теория, как и другие, по существу не имеет. [21]

Можно предположить, этот максимум интенсивности светорассеяния при малых кон-спирта обусловлен флуктуациями структуры раствора, со стабилизацией структуры воды. Структурные изменения в воде при ее стабилизации под действием молекул неэлектролита трактуются по-разному. Если исходить из двухструктурной модели воды по Самойлову, то следует полагать, что ее стабилизация происходит вследствие частичного заполнения моле-неэлектролита пустот тетраэдрической структуры воды, выте-из этих пустот молекул Н2О, попавших в них при плавлении и повышении температуры воды. [22]

Создание модели мерцающих кластеров позволило устранить противоречия, неизбежно возникающие при допущении льдоподобных кристаллических зародышей в массе воды. В последнем случае было бы невозможно переохладить воду; кроме того, неизбежно должна была бы проявляться при течении воды структурная вязкость, которая в действительности у воды отсутствует. Тем не менее уже в 1968 г. Ю. В. Гуриков [25] вновь предложил двухструктурную модель жидкого состояния воды, предполагающую зоны существования льдоподобного каркаса, но отличающуюся зонами, в которых пустоты заполнены свободными гидрофобными или гидрофильными молекулами, образующими нететраэдрические водородные связи с соседями. [23]

Среди большого разнообразия подходов к проблеме строения воды можно выделить два принципиально отличающихся друг от друга класса моделей: однородные и неоднородные в смысле ближнего упорядочения. Особенно четко указанное различие проступает при описании водных растворов неэлектролитов. Оказалось, что только неоднородные модели, к числу которых принадлежит и так называемая двухструктурная модель, правильно объясняют взаимную растворимость неполярных газов в воде. Согласно двух структур ной модели, каждая структурная компонента обладает своим набором свойств и занимает определенный объем в пространстве. [24]

В связи с полученным выводом можно предположить, что некоторая упорядоченная структура воды в коллагене возникает на уже упоминавшихся кристаллических участках этого белка, ответственных за появление рентгеновской дифракции. На электронных микрофотографиях они видны в качестве светлых областей. Значит, упорядоченная структура воды в кристаллических участках может рассматриваться в данном предположении как следствие гидрофильного характера поверхности полипептидной макромолекулы, на которой адсорбировано несколько монослоев воды. В данном случае двухструктурная модель коллагена ( кристаллический и аморфный компоненты) должна быть распространена и на гидратную оболочку. [25]

Весьма вероятно, что в этих вариантах проблема рассматривается с различных сторон и в каждом варианте есть доля истины. При этом в зависимости от методов исследования и от условий, в которых находится вода или раствор ( температура, концентрация, давление) могут подтверждаться отдельные детали, завуалированные в других случаях. Мы уже обращали внимание читателя на то, что за границами полной сольватации, при дефиците растворителя, моделирование раствора не может иметь ничего общего с моделированием зон больших разбавлений. Для области до этой границы двухструктурная модель с учетом возможности распада структуры ближнего порядка не только на отдельные молекулы, но и на их агрегаты с небольшими значениями п кажется нам для водных растворов приемлемой до тех пор, пока не будут обнаружены на опыте новые противоречия, которые заставят вносить дополнительные усовершенствования и поправки. [26]

Весьма вероятно, что в этих вариантах проблема рассматривается с различных сторон и в каждом варианте есть доля истины. При этом в зависимости от методов исследования и от условий, в которых находится вода или раствор ( температура, концентрация, давление) могут подтверждаться отдельные детали, завуалированные в других случаях. Мы уже обращали внимание читателей на то, что за границами полной сольватации, при дефиците растворителя, моделирование раствора не может иметь ничего общего с моделированием зон больших разбавлений. Для области до этой границы двухструктурная модель с учетом возможности распада структуры ближнего порядка не только на отдельные молекулы, но и на их агрегаты с небольшими значениями п кажется нам для водных растворов приемлемой до тех пор, пока не будут обнаружены на опыте новые противоречия, которые заставят вносить дополнительные усовершенствования и поправки. [27]

Новые данные по изучению рассеяния водой рентгеновских лучей, в особенности результаты Дэнфорда и Леви [17], и холодных нейтронов [18], вполне обоснованное толкование явлений высаливания и всаливания [19], рациональное объяснение минимумов экзотермичности растворения солей при определенном составе смешанных растворителей вода - спирты ( см. гл. Интересны и некоторые теоретические работы, основанные на тех же представлениях, например исследования Ю. В. Гурикова [20], И. Фишера и В. И. Адамовича [21] и др. Ряд удовлетворительных количественных расчетов смогли, базируясь на двухструктурной модели, осуществить В. М. Вдовенко, Ю. В. Гуриков и Е. К. Легин [22], посвятившие свои работы термодинамике этой модели. [29]

Двухструктурная модель жидкой воды по Фрэнку и Вину. [30]

Страницы: 1 2 3