Мөсөн болор нэр. Мөсөн талстуудын нууц. Луугийн эрин үеийн Шейлад зориулсан том талстууд: Гарал үүсэл

Гэр

Металл хуурцаг

мөсөн талстууд

Альтернатив тайлбарууд

Агаар мандлын үзэгдэл

Хур тунадасны төрөл

Өвлийн зураач нэг будгаар зурдаг

хяруу

Агаарын чийгийн талст конденсат

цаг агаарын үзэгдэл

Модны саарал үс

Цэнхэр, цэнхэр, утсан дээр тавих (дуу)

Хөргөсөн гадаргуу дээр мөсөн талстуудын давхарга

Хөргөх гадаргуу дээр ууршилтын улмаас үүссэн мөсөн талстуудын нимгэн давхарга

Хөргөх гадаргуу дээр цасны нимгэн давхарга

Агаар дахь усны уураас үүссэн мөсөн талстууд

. "хэвгүй" шүүдэр

Оросын хөргөгчний брэнд

Ууршилтаас болж цасны нимгэн давхарга үүссэн

Агаар мандлын хур тунадас

Утас дээрх цэнхэр буйдан төмс

. "Цас биш, мөс биш, харин мөнгөөр тэр модыг устгана" (оньсого)

Цагаан тунадас

Утаснууд дээр хөлддөг

Модны хур тунадас

Өвлийн улиралд модыг бүрхдэг

Өвлийн хувцасны мод

цасан шүүдэр

Цастай чийг

Гацуур мод руу өвлийн дайралт

Цасан цагаан тунадас

Нэхсэн торны хяруу

Цас орох

Өвлийн дайралт

. мод дээрх "цагаан байдал"

Өвлийн хур тунадас

Өвлийн улиралд модыг бүрхэнэ

Хөлдөөсөн уур

Цэнхэр буйдан төмс (дуу)

Хөлдөөсөн уур

Модны өвлийн хувцас

Цагаан өвлийн зах

Цэнхэр-цэнхэр утсан дээр тавьсан

. өвлийн улиралд "шүүдэр"

Цасан шүүдэр

Утаснууд дээрх хур тунадас

Өвлийн улиралд модонд

Цэнхэр утсан дээр тавьсан

Нимгэн цасан давхарга

Салбар, утаснууд дээр цас орно

. "мөн гацуур ... ногоон болж хувирна"

Цэнхэр буйдан төмс (дуу)

Модон дээр мөнгөн бүрээстэй

Өвлийн улиралд хур тунадас орно

Утас дээрх цэнхэр тунадас (дуу)

Хүйтний өөр нэр

Үндсэндээ хяруу

. "Босго руу ормогцоо хаа сайгүй..."

Товчхондоо хяруу

Хүйтэн шөнийн дараа хяруу

. "хүйтэн овоо"

Бараг цас орно

Цасан зах

хөлдөөсөн шүүдэр

Хүйтэнд бараг адилхан

Өглөө бараг цас орно

Дуун дээрх утаснууд дээр хяруу

Бут дээр өвлийн зах

хөлдөөсөн уур

өвлийн шүүдэр

Өвлийн бут сөөг

. мөчир дээр "саарал үс"

. "хүйтэн хөвсгөр"

Нимгэн мөсний давхарга

Цасны нимгэн давхарга

Өвлийн "саарал үс"

Бутны өвлийн бүрхэвч

Утаснууд дээр хэвтэж байгаа нэг нь

Салбар дээрх мөс

Модны хяруу

Модон дээрх өвлийн мөнгө

Гончаровагийн зурсан зураг

Намрын улиралд машиныг урах ёстой зүйл

өвлийн хяруу

хөлдөөсөн уур

Агаар мандлын үзэгдэл

Хөргөх гадаргуу дээр ууршилтын улмаас үүссэн мөсөн талстуудын нимгэн давхарга

. "Тэгээд гацуур ... ногоон болж хувирна"

. "Босго руу ормогцоо хаа сайгүй..."

. "Хяруу овоо"

. "Хүйтэн хөвсгөр"

. "Хөлдөөсөн" шүүдэр

. Өвлийн улиралд "Шүүдэр"

. Салбарууд дээр "саарал үс"

. "Цэнхэр хөх... утаснууд дээр хэвт"

. "Цас биш, мөс биш, харин мөнгөөр тэр модыг устгана" (оньсого)

. Модон дээрх "цагаан байдал"

Өвлийн "саарал үс"

Хөлдөөсөн уур, агаарын чийгшил нь агаараас илүү хүйтэн объектууд дээр тогтож, тэдгээр дээр хөлддөг бөгөөд энэ нь хүчтэй хярууны дараа тохиолддог. Амьсгалаас эхлэн хүйтэн жавар нь сахал, хүзүүвч дээр тогтдог. Модон дээр зузаан хяруу, куржа, колбонд. Жимс дээр хяруу, хөлрөх уйтгартай. Хувин руу сэвсгэр хяруу. Том хяруу, цасан толгод, гүн хөлдсөн газар, үр тариа үйлдвэрлэх зориулалттай. Өвөлдөө их хяруу, эрүүл мэндэд хэцүү зун. Бошиглогч Хаггай, Даниел хоёрт хүйтэн жавар, дулаахан Зул сарын баяр, арванхоёрдугаар сар байдаг. Григорий Никиа 1-р сар) хадлан дээрх хүйтэн жавар - нойтон жил. Хүйтэн, хяруу хучигдсан; царцсан; элбэг дэлбэг хяруу. Хүйтэн, хүйтэн жавартай, гэхдээ бага хэмжээгээр. Хүйтний жинд хугарсан модны мөчрүүд нь хяруу хучигдсан байдаг. Хүйтэн эсвэл хяруу, хяруу, хяруу?, хяруу хучигдсан болно. Овоохойн булангууд нь хөлдсөн, хүйтэн жавартай, хүйтэн жавартай байдаг

хөлдөөсөн шүүдэр

Цэнхэр-цэнхэр, утаснууд дээр тавьсан

. "Цэнхэр-цэнхэр... утаснууд дээр хэвт"

Татаж авах боломжтой "Чулуун хоригдол"-ын дайны голем Шейла нь хүч чадал, ур чадвараараа бүх хамтрагчдаас эрс ялгаатай. Тэрээр чулуун бие, янз бүрийн эффект бүхий жижиг талстуудыг зэвсэг болгон ашигладаг бөгөөд том талстууд нь хуяг болдог. Та тэдгээрийг тоглоомын явцад олж болно, тэд ердийн зэвсэг шиг олддог, эсвэл худалдаачдаас зардаг. Талстыг үүсгэж буй нөлөөллийн төрлөөр нь хуваадаг: сүнслэг, байгалийн, цахилгаан, мөс, гал. Хамгийн шилдэг нь төрөл бүрийн өөгүй, онцгой талстууд юм. Тэд үндсэн үзүүлэлтүүдийг өөрчилөөд зогсохгүй довтолгоо, хамгаалалт, үндсэн хууль, хүч чадал зэрэгт нөлөөлдөг... Кадаш тайгад олон талстууд байдаг бөгөөд Шейла хаанаас ирсэн, хэн байсныг мэдэхийг санал болгох болно. , мөн Orzammar Commons-ийн Garin-аас худалдаалагдаж байна.

Луугийн эрин үеийн Шейлад зориулсан жижиг талстууд: Гарал үүсэл:

Жижиг өөгүй галт болор- хүч чадал: 32; гэмтэл: 7.00; +3% -иар эгзэгтэй. тулдаг цохилт, аливаа зэвсгээс +4 гэмтэл, +22.5% галын хохирол.
Жижиг өөгүй мөсөн болор- хүч чадал: 32; гэмтэл: 7.00; Хуяг нэвтрэлтэнд +2, эгзэгтэй магадлалд +10%. цохих эсвэл backstab, +22.5% хүйтэн гэмтэл.
Жижиг өөгүй цахилгаан болор- хүч чадал: 32; гэмтэл: 7.00; Авхаалж самбаадаа +4, довтолгоонд +6, цахилгааны гэмтэлд +22.5%.
Жижиг өөгүй байгалийн болор- хүч чадал: 32; гэмтэл: 7.00; +4 үндсэн хууль болон тулалдаанд эрүүл мэндийг сэргээх, +22.5% байгалийн хүчний хохирол.
Жижиг зүсэгдсэн сүнслэг болор- хүч чадал: 20; хохирол: 5.50; Сүнслэг ид шидийн +5% хохирол.
Жижиг хагарсан сүнслэг болор- хүч чадал: 20; хохирол: 5.50; Сүнслэг ид шидийн хор хөнөөлийн +10%.

Луугийн эрин үеийн Шейлад зориулсан том талстууд: Гарал үүсэл:

Том хагарсан галт болор- биеийн төрөл: 20; хуяг: 10.80; +20 галд тэсвэртэй.
Том хагарсан мөсөн талст- биеийн төрөл: 20; хуяг: 10.80; +20 хүйтэнд тэсвэртэй.
Том хагарсан цахилгаан болор- биеийн төрөл: 20; хуяг: 10.80; +20 цахилгаан эсэргүүцэл.
Их хэмжээний хагарсан байгалийн болор- биеийн төрөл: 20; хуяг: 10.80; +20 байгалийн хүчинд тэсвэртэй.
Том өөгүй байгалийн болор- биеийн төрөл: 32; хуяг: 16.20; Үндсэн хуульд +1, хуягт +3, байгалийн хүчинд +40, биеийн эсэргүүцэлд +15.
Том хагарсан сүнслэг болор- биеийн төрөл: 20; хуяг: 10.80; Сүнсний ид шидийн эсрэг +20 эсэргүүцэл.
Том цэвэр сүнслэг болор- биеийн төрөл: 26; хуяг дуулга: 14.40; Сүнсний ид шидийг эсэргүүцэх +30, дайсагнасан ид шидийг няцаах боломж +8%, сэтгэцийн эсэргүүцлийг +5.
Том өөгүй сүнслэг болор- биеийн төрөл: 32; хуяг: 16.20; Бүх шинж чанарт +1, сүнсний ид шидийг эсэргүүцэх +40, дайсагнасан ид шидийг няцаах боломж +12%, сэтгэцийн эсэргүүцэлд +15.

Усны өвөрмөц шинж чанаруудын талаар бид бүгд олон удаа сонссон. Хэрэв "өнгөгүй, үнэргүй шингэн" онцгой шинж чанаргүй байсан бол дэлхий дээр одоогийн байдлаар амьдрал боломжгүй байх байсан. Усны хатуу хэлбэр болох мөсний тухай мөн адил хэлж болно. Одоо эрдэмтэд түүний өөр нэг нууцыг нээсэн: саяхан хэвлэгдсэн судалгаагаар мөсөн талстыг бий болгоход яг хэдэн молекул шаардлагатайг мэргэжилтнүүд эцэст нь тогтоожээ.

Өвөрмөц холболт

Жагсаалт гайхалтай шинж чанаруудусыг маш удаан хугацаанд хэрэглэж болно. Энэ нь шингэн ба хатуу биетүүдийн дунд хамгийн өндөр хувийн дулаан багтаамжтай, талст хэлбэрийн нягтрал, өөрөөр хэлбэл мөс нь шингэн усны нягтаас бага, наалдах чадвар ("зөөгч"), гадаргуугийн өндөр хурцадмал байдал - энэ бүхэн ба илүү их зүйл нь дэлхий дээр амьдрал оршин тогтнох боломжийг олгодог.

Ус нь өвөрмөц байдлаа устөрөгчийн холбоо, бүр тодруулбал тэдгээрийн тооноос үүдэлтэй. Тэдгээрийн тусламжтайгаар нэг H 2 O молекул нь бусад дөрвөн молекултай "холбох" боломжтой. Ийм "холбоо" нь ковалент холбооноос мэдэгдэхүйц сул байдаг (жишээлбэл, усны молекул дахь устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн атомуудыг нэгтгэдэг "ердийн" холбоо) бөгөөд устөрөгчийн холбоо тус бүрийг салгах нь маш энгийн зүйл юм. Гэхдээ усанд ийм олон харилцан үйлчлэл байдаг бөгөөд тэд хамтдаа H 2 O молекулуудын эрх чөлөөг мэдэгдэхүйц хязгаарлаж, халах үед "нөхдөөсөө" амархан тусгаарлагдахаас сэргийлдэг. Устөрөгчийн холбоо тус бүр нь секундын өчүүхэн хэсэг хугацаанд оршин байдаг - тэдгээр нь байнга устаж, дахин үүсдэг. Гэхдээ яг тэр үед усны молекулуудын ихэнх нь "хөршүүдтэйгээ" харилцан үйлчлэлцдэг.

Устөрөгчийн холбоо нь мөн талстжих, өөрөөр хэлбэл мөс үүсэх үед усны ер бусын үйл ажиллагааг хариуцдаг. Далайн гадаргуу дээр хөвж буй мөсөн уулс, цэнгэг усны биет дэх мөсөн царцдас - эдгээр бүх үзэгдлүүд биднийг гайхшруулдаггүй, учир нь бид тэдэнд төрсөн цагаасаа эхлэн дассан байдаг. Гэвч хэрэв дэлхий дээрх гол шингэн нь ус биш, харин өөр шингэн байсан бол тэшүүрийн талбай, мөсөн загас агнуур огт байхгүй болно. Шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт шилжих явцад бараг бүх бодисын нягтрал нэмэгддэг, учир нь молекулууд бие биендээ ойртож "дарагдсан" бөгөөд энэ нь нэгж эзэлхүүнд илүү их байдаг гэсэн үг юм.

Усны хувьд байдал өөр байна. Цельсийн 4 градус хүртэл температурт H 2 O-ийн нягт нь сахилга баттай өсдөг боловч энэ хилийг давахад 8 хувиар огцом буурдаг. Үүний дагуу хөлдөөсөн усны хэмжээ нэмэгддэг. Удаан хугацаанд засвар хийгдээгүй хоолойтой байшингийн оршин суугчид эсвэл хөлдөөгчид бага хэмжээний согтууруулах ундаа мартсан хүмүүс энэ онцлогийг сайн мэддэг.

Шингэн төлөвөөс хатуу төлөвт шилжих явцад усны нягтын хэвийн бус өөрчлөлтийн шалтгаан нь ижил устөрөгчийн холбоонд оршдог. Мөсний талст тор нь зөгийн сархинагтай төстэй бөгөөд түүний зургаан буланд усны молекулууд байрладаг. Тэд бие биетэйгээ устөрөгчийн холбоогоор холбогддог бөгөөд тэдгээрийн урт нь "ердийн" ковалент бондын уртаас давдаг. Үүний үр дүнд хатуурсан H 2 O молекулуудын хооронд бөөмс чөлөөтэй хөдөлж, бие биедээ маш ойртох үед шингэн төлөвт байсантай харьцуулахад илүү их хоосон зай бий болно. Усны шингэн ба хатуу фазын молекулуудын байршлын харьцуулалтыг жишээ нь үзүүлэв.

Дэлхийн оршин суугчдын хувьд усны онцгой шинж чанар, онцгой ач холбогдол нь эрдэмтдийн байнгын анхааралд өртөхөд хүргэсэн. Хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчийн атомын нэгдэл нь манай гараг дээрх хамгийн нарийн судлагдсан бодис гэж хэлэхэд хэтрүүлсэн болохгүй. Гэсэн хэдий ч H 2 O-ийг сонирхсон сэдэв болгон сонгосон мэргэжилтнүүд ажилгүй үлдэхгүй. Жишээлбэл, тэд шингэн ус хэрхэн хатуу мөс болж хувирдгийг үргэлж судалж чаддаг. Бүх шинж чанарт ийм эрс өөрчлөлт гарахад хүргэдэг талсжих үйл явц маш хурдан явагддаг бөгөөд түүний олон нарийн ширийн зүйлс тодорхойгүй хэвээр байна. Сэтгүүлийн сүүлийн дугаар гарсны дараа Шинжлэх ухаанНэг нууцлаг зүйл бага байна: одоо эрдэмтэд хэдэн усны молекулыг шилэнд хийж, хүйтэнд түүний агуулгыг танил мөс болгон хувиргах шаардлагатайг мэддэг болсон.

Төрөл бүрийн мөс

Өмнөх өгүүлбэр дэх "дадал" гэдэг үгийг хэв маягийн шалтгаанаар ашиглаагүй. Энэ нь зөгийн сархинагтай төстэй зургаан өнцөгт тортой ижил талст мөсний тухай ярьж байгааг онцлон тэмдэглэв. Хэдийгээр ийм мөс нь зөвхөн Дэлхий дээр түгээмэл байдаг ч төгсгөлгүй од хоорондын орон зайд огт өөр хэлбэрийн мөс давамгайлдаг бөгөөд үүнийг гуравдагч гариг дээр нарнаас ихэвчлэн лабораторид авдаг. Энэ мөсийг аморф гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь ердийн бүтэцгүй байдаг.

Аморф мөсийг маш хурдан (миллисекунд эсвэл бүр илүү хурдан) хөргөх замаар олж авах боломжтой бөгөөд маш хүчтэй (120 Кельвин - хасах 153.15 хэмээс доош). шингэн ус. Ийм эрс тэс нөхцөлд H 2 O молекулууд өөрсдийгөө эмх цэгцтэй бүтэц болгон зохион байгуулах цаг хугацаа байдаггүй бөгөөд ус нь наалдамхай шингэн болж хувирдаг бөгөөд нягт нь мөснийхөөс арай илүү байдаг. Хэрэв температур бага хэвээр байвал ус хэлбэрт үлдэж болно аморф мөсмаш удаан хугацаанд, гэхдээ дулаарсанаар энэ нь илүү танил талст мөс болж хувирдаг.

Усны хатуу хэлбэрийн сортууд нь аморф ба зургаан өнцөгт талст мөсөөр хязгаарлагдахгүй - нийтдээ өнөөдөр эрдэмтэд түүний 15 гаруй төрлийг мэддэг. Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл мөсийг I h мөс гэж нэрлэдэг боловч агаар мандлын дээд давхаргад болор тор нь алмазтай төстэй I c мөсийг олж болно. Мөсний бусад өөрчлөлтүүд нь тригональ, моноклиник, куб, орторомб, псевдо-орторомбик байж болно.

Гэхдээ зарим тохиолдолд эдгээр хоёр төлөвийн хооронд фазын шилжилт үүсэхгүй: хэрэв хэт цөөхөн усны молекулууд байвал хатуу зохион байгуулалттай тор үүсгэхийн оронд тэд бага эмх цэгцтэй хэлбэрээр үлдэхийг илүүд үздэг. "Аливаа молекулын кластерт гадаргуу дээрх харилцан үйлчлэл нь кластер доторх харилцан үйлчлэлтэй өрсөлддөг" гэж зохиогчдын нэг Lenta.ru-д тайлбарлав. шинэ ажил, Гёттингений их сургуулийн Физик химийн хүрээлэнгийн ажилтан Томас Зейх. - Жижиг кластеруудын хувьд болор "цөм" үүсгэхээс илүүтэйгээр кластерын гадаргуугийн бүтцийг аль болох оновчтой болгох нь эрч хүчтэй байх нь илүү ашигтай байдаг. Тиймээс ийм кластерууд аморф хэвээр байна."

Геометрийн хуулиудад заадаг: кластерын хэмжээ ихсэх тусам гадаргуу дээр дуусах молекулуудын эзлэх хувь буурдаг. Хэзээ нэгэн цагт болор тор үүсэхээс авах эрч хүчтэй ашиг нь кластерын гадаргуу дээрх молекулуудын оновчтой зохицуулалтын ашиг тусаас давж, фазын шилжилт үүсдэг. Гэвч яг энэ мөч хэзээ ирэхийг эрдэмтэд мэдэхгүй байв.

Гёттинген дэх Динамик ба өөрийгөө зохион байгуулалтын хүрээлэнгийн профессор Удо Бакийн удирдлаган дор ажилладаг хэсэг судлаачид хариулт өгч чаджээ. Мөсөн талст үүсгэх хамгийн бага молекулын тоо 275, нэмэх хасах 25 ширхэг байдгийг мэргэжилтнүүд харуулсан.

Эрдэмтэд судалгаандаа хэт улаан туяаны спектроскопийн аргыг ашигласан бөгөөд ингэснээр гаралт нь хэмжээ нь хэдхэн молекулаар ялгаатай усны кластеруудаас үүссэн спектрийг ялгах боломжтой байв. Зохиогчдын бүтээсэн техник нь 100-аас 1000 молекул агуулсан кластеруудад хамгийн дээд нарийвчлалыг өгдөг бөгөөд энэ завсарт "босго" тоо оршино гэж үздэг бөгөөд үүний дараа талстжилт эхэлдэг.

Эрдэмтэд гелийтэй холилдсон усны уурыг маш нимгэн нүхээр дамжуулж вакуум камерт оруулан аморф мөс хийжээ. Бяцхан нүхээр шахах гэж оролдоход ус ба гелийн молекулууд хоорондоо тасралтгүй мөргөлдөж, энэ бутралд кинетик энергийн ихээхэн хэсгийг алдсан байна. Үүний үр дүнд аль хэдийн "тайвширсан" молекулууд вакуум камерт орж, амархан бөөгнөрөл үүсгэдэг.

Судлаачид усны молекулуудын тоог өөрчилж, үүссэн спектрүүдийг харьцуулснаар аморф хэлбэрээс мөсний талст хэлбэрт шилжих мөчийг илрүүлж чадсан (эдгээр хоёр хэлбэрийн спектр нь маш онцлог шинж чанартай байдаг). Эрдэмтдийн олж авсан динамик нь "X цэгийг" өнгөрсний дараа болор тор үүсэх нь кластерын дундаас эхэлж, түүний ирмэг хүртэл тархдаг гэж таамагласан онолын загваруудтай сайн тохирч байв. Талсжилт ойртож байгаагийн шинж тэмдэг (дахин онолын судалгаагаар) устөрөгчөөр холбогдсон зургаан молекулын цагираг үүсэх явдал юм - энэ нь яг ийм үед тохиолддог. нийт тоокластер дахь молекулууд 275-тай тэнцүү болно. Цаашид молекулын тоо нэмэгдэх нь торыг аажмаар өргөжүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд 475 ширхэгийн үе шатанд мөсөн бөөгнөрөлийн спектр нь ердийн талст мөсний үүсгэсэн спектрээс бүрэн ялгагдахааргүй болжээ.

"Микро түвшинд аморф төлөвөөс талст төлөвт шилжих үе шатыг нарийвчлан судлаагүй байна" гэж Зеух тайлбарлав энэ тохиолдолдгэрээ үнэхээр сайн болсон. Одоо бид одоогийн үр дүнд үндэслэн онолын химичтэй хамтран фазын шилжилтийг үргэлжлүүлэн судалж, ялангуяа энэ нь хэр хурдан явагддагийг олж мэдэхийг хичээх болно."

Бак болон түүний хамтран ажиллагсдын ажил нь "цэвэр суурь" ангилалд багтдаг боловч зарим практик хэтийн төлөвтэй байдаг. Ирээдүйд усны кластеруудыг судлахад зориулж бүтээсэн технологи нь хэд хэдэн молекул нэмэхэд ялгааг олж харах боломжийг олгодог технологи нь хэрэглээний салбарт эрэлт хэрэгцээтэй байхыг зохиогчид үгүйсгэхгүй. "Бидний нийтлэлд бид технологийн бүх гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тодорхойлсон тул зарчмын хувьд үүнийг бусад төвийг сахисан молекулуудын кластеруудыг судлахад тохируулж болно. Гэсэн хэдий ч лазерын дизайны үндсэн зарчмуудыг 1917 онд ойлгосон бөгөөд анхны лазер нь. Зөвхөн 1960-аад онд бүтээгдсэн "" гэж Зейх хэт өөдрөг үзлээс сэрэмжлүүлэв.

О.В.Мосин, И.Игнатов (Болгар)

Тэмдэглэл Манай гараг дээрх амьдралыг дэмжихэд мөсний ач холбогдлыг дутуу үнэлж болохгүй. Мөс нь ургамал, амьтдын амьдрах нөхцөл, амьдралд ихээхэн нөлөөлдөг янз бүрийн төрөлхүний эдийн засгийн үйл ажиллагаа. Ус, мөс нь нягтрал багатай тул байгальд хөвөгч дэлгэцийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд гол мөрөн, усан санг цаашид хөлдөхөөс хамгаалж, усан доорх оршин суугчдын амьдралыг хадгалдаг. Мөсийг янз бүрийн зориулалтаар ашиглах (цас барих, мөсний гарц, изотерм агуулах барих, агуулах ба уурхайнуудыг мөсөөр дүүргэх) нь мөсөн инженерчлэл, цасны инженерчлэл, мөнх цэвдэг гэх мэт ус цаг уур, инженерийн шинжлэх ухааны хэд хэдэн салбаруудын сэдэв юм. инженерчлэл, түүнчлэн мөс хайгуулын тусгай алба, мөс хагалах тээвэр, цас цэвэрлэх хэрэгслийн үйл ажиллагаа. Байгалийн мөсийг хадгалах, хөргөхөд ашигладаг хүнсний бүтээгдэхүүн, тусгайлан үйлдвэрлэж бэлтгэсэн биологийн болон эмнэлгийн бэлдмэл, мөс хайлж бэлтгэсэн хайлсан усыг ардын анагаах ухаан- Бодисын солилцоог сайжруулж, биеэс хорт бодисыг гадагшлуулна. Энэхүү нийтлэл нь уншигчдад мөсний шинэ үл мэдэгдэх шинж чанар, өөрчлөлтүүдийг танилцуулж байна.

Мөс бол усны талст хэлбэр бөгөөд хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр арван дөрвөн бүтцийн өөрчлөлттэй байдаг. Тэдгээрийн дотор талст (байгалийн мөс) ба аморф (куб мөс) ба метастабил өөрчлөлтүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь мөсний болор торыг бүрдүүлдэг устөрөгчийн холбоогоор холбогдсон усны молекулуудын харилцан зохион байгуулалт, физик шинж чанараараа ялгаатай байдаг. Бидний дассан зүйлээс бусад нь бүгд байгалийн мөсЗургаан өнцөгт торонд талсжих I h нь чамин нөхцөлд үүсдэг - маш цагт. бага температурусны молекул дахь устөрөгчийн бондын өнцөг өөрчлөгдөж, зургаан өнцөгтөөс өөр талст систем үүсэх үед хуурай мөс ба шингэн азот ба олон мянган атмосферийн өндөр даралт. Ийм нөхцөл байдал сансарт байгаатай төстэй бөгөөд дэлхий дээр байдаггүй.

Байгальд мөс нь гол төлөв нэг талст сортоор дүрслэгддэг бөгөөд зургаан өнцөгт торонд талсждаг бөгөөд энэ нь алмазын бүтцийг санагдуулдаг бөгөөд усны молекул бүр нь түүнээс ижил зайд байрладаг хамгийн ойрын дөрвөн молекулаар хүрээлэгдсэн байдаг бөгөөд 2.76 ангстромтой тэнцүү байдаг. ердийн тетраэдрийн орой дээр байрлуулсан. Зохицуулалтын тоо бага тул мөсний бүтэц нь торлог хэлбэртэй бөгөөд энэ нь түүний бага нягтралд нөлөөлж, 0.931 г/см3 байна.

Мөсний хамгийн ер бусын шинж чанар бол түүний гайхалтай олон янзын гадаад илрэл юм. Ижил талст бүтэцтэй нь ил тод мөндөр, мөсөн бүрхүүл, сэвсгэр цасны ширхэгүүд, өтгөн гялалзсан мөсний царцдас эсвэл аварга том мөстлөгийн масс хэлбэрээр огт өөр харагдаж болно. Мөс нь байгальд эх газрын, хөвөгч болон газар доорх мөс, түүнчлэн цас, хяруу хэлбэрээр. Энэ нь хүн төрөлхтний бүх нутаг дэвсгэрт өргөн тархсан байдаг. Их хэмжээгээр цуглуулсан тохиолдолд цас, мөс нь бие даасан талстууд эсвэл цасан ширхгүүдээс үндсэндээ ялгаатай шинж чанартай тусгай бүтэц үүсгэдэг. Байгалийн мөс нь үндсэндээ дараачийн нягтаршил, дахин талстжилтын үр дүнд атмосферийн хатуу хур тунадаснаас үүссэн тунамал-метаморф гаралтай мөсөөр үүсдэг. Онцлогбайгалийн мөс - мөхлөг ба туузан . Мөхлөг нь дахин талстжих процессоос үүдэлтэй; үр тариа бүр мөстлөгийн мөсмөсний массын бусад талстуудтай ойр оршдог жигд бус хэлбэртэй талст бөгөөд нэг болорын цухуйсан хэсгүүд нөгөө талстуудын хонхорхойд нягт таардаг. Энэ төрлийн мөсийг поликристалл гэж нэрлэдэг. Үүний дотор мөсөн талст бүр нь болорын оптик тэнхлэгийн чиглэлд перпендикуляр суурь хавтгайд бие биенээ давхцаж буй нимгэн навчны давхарга юм.

Дэлхий дээрх нийт мөсний нөөц 30 сая орчим гэж тооцоолжээ. км 3(Хүснэгт 1). Ихэнх мөс Антарктидад төвлөрсөн бөгөөд давхаргын зузаан нь 4 хүрдэг км.Гариг дээр мөс байдгийг нотлох баримт бас бий нарны системмөн сүүлт одуудад. Мөсөнд маш их байдаг их үнэ цэнэМанай гаригийн уур амьсгал, түүн дээрх амьд амьтдын амьдрах орчны хувьд эрдэмтэд мөсний тусгай орчныг тогтоосон - криосфер, хил хязгаар нь агаар мандалд өндөр, дэлхийн царцдасын гүнд байдаг.

Хүснэгт 1. Мөсний хэмжээ, тархалт, ашиглалтын хугацаа.

Мөсний төрөл; Жин; Түгээх талбай; Дундаж концентраци, г/см2; Жин нэмэгдэх хурд, г/жил; Амьдралын дундаж хугацаа, жил
G; %; сая км2; %
Мөсөн голууд; 2.4·1022; 98.95; 16.1; 10.9 суши; 1.48·105; 2.5·1018; 9580
Газар доорх мөс; 2·1020; 0.83; 21; 14.1 суши; 9.52·103; 6·1018; 30-75
Далайн мөс; 3.5·1019; 0.14; 26; 7.2 далай; 1.34·102; 3.3·1019; 1.05
Цасан бүрхүүл; 1.0·1019; 0.04; 72.4; 14.2 Дэлхий; 14.5; 2·1019; 0.3-0.5
мөсөн уулс; 7.6·1018; 0.03; 63.5; 18.7 далай; 14.3; 1.9·1018; 4.07
Агаар мандлын мөс; 1.7·1018; 0.01; 510.1; 100 Дэлхий; 3.3·10-1; 3.9·1020; 4·10-3

Мөсөн талстууд нь хэлбэр, харьцаагаараа өвөрмөц байдаг. Аливаа өсөн нэмэгдэж буй байгалийн талст, түүний дотор мөсөн болор нь хамгийн тохиромжтой ердийн болор торыг бий болгохыг үргэлж хичээдэг, учир нь энэ нь түүний хэмжээг багасгахад ашигтай байдаг. дотоод энерги. Аливаа хольц нь мэдэгдэж байгаагаар болорын хэлбэрийг гажуудуулдаг тул ус талсжих үед усны молекулууд эхлээд торонд орж, гадны атомууд болон хольцын молекулууд шингэн рүү шахагддаг. Зөвхөн хольц нь явах газаргүй болсон үед л мөсөн талст нь тэдгээрийг бүтэцдээ нэгтгэж эхэлдэг эсвэл төвлөрсөн хөлдөөгүй шингэн - давсны уусмал бүхий хөндий капсул хэлбэрээр үлдээдэг. Тиймээс далайн мөс нь цэнгэг бөгөөд хамгийн бохир ус хүртэл тунгалаг, бүрхэгдсэн байдаг цэвэр мөс. Мөс хайлах үед хольцыг давсны уусмалд шилжүүлдэг. Гаригийн хэмжээнд ус хөлдөх, гэсэх үзэгдэл нь усны ууршилт, конденсацын хамт дэлхий дээрх ус байнга цэвэршдэг асар том цэвэршүүлэх үйл явцын үүрэг гүйцэтгэдэг.

Хүснэгт 2. Мөсний зарим физик шинж чанарууд I.

Өмч

Утга

Анхаарна уу

Дулааны багтаамж, кал/(г °C) Хайлах дулаан, кал/г Ууршилтын дулаан, кал/г

0.51 (0 ° C) 79.69 677

Температур буурах тусам их хэмжээгээр буурдаг

Дулааны тэлэлтийн коэффициент, 1 / ° C

9.1 10-5 (0 °C)

Поликристал мөс

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, кал/(см сек °C)

4.99 10-3

Поликристал мөс

Хугарлын индекс:

1.309 (-3 °C)

Поликристал мөс

Тодорхой цахилгаан дамжуулах чанар, ом-1 см-1

10-9 (0 °C)

Илэрхий идэвхжүүлэх энерги 11 ккал/моль

Гадаргуугийн цахилгаан дамжуулах чанар, ом-1

10-10 (-11°C)

Илэрхий идэвхжүүлэх энерги 32 ккал/моль

Янгийн уян хатан байдлын модуль, dyn/cm2

9 1010 (-5 °C)

Поликристал мөс

Эсэргүүцэл, MN/m2: бутлах, урах, зүсэх

2,5 1,11 0,57

Polycrystalline ice Polycrystalline ice Polycrystalline ice

Динамик зуурамтгай чанар, тэнцвэртэй байдал

Поликристал мөс

Деформаци ба механик сулрах үед идэвхжүүлэх энерги, ккал/моль

0-ээс 273.16 К хүртэл 0.0361 ккал/(моль ° C) шугаман нэмэгдэнэ.

Тайлбар: 1 кал/(г °С)=4.186 кЖ/(кг К); 1 ом -1 см -1 =100 сим/м; 1 дин = 10-5 Н ; 1 N = 1 кг м/с²; 1 дин/см=10 -7 Н/м; 1 кал/(см·сек°С)=418.68 Вт/(м·К); 1 тэнцвэр = г/см с = 10 -1 Н сек/м 2.

Дэлхий дээр мөсний өргөн тархалтаас шалтгаалан ялгаа физик шинж чанарбусад бодисын шинж чанараас авсан мөс (Хүснэгт 2) нь байгалийн олон процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Мөс нь амьдралын бусад олон шинж чанар, гажигтай байдаг - нягтрал, даралт, эзэлхүүн, дулаан дамжилтын гажиг. Хэрэв усны молекулуудыг талст болгон холбосон устөрөгчийн холбоо байхгүй байсан бол мөс -90 хэмд хайлах болно. Гэхдээ энэ нь усны молекулуудын хооронд устөрөгчийн холбоо байдгаас болж тохиолддоггүй. Мөс нь уснаас бага нягттай тул дулаан дамжуулалт нь усныхаас хамаагүй бага байдаг тул усны гадаргуу дээр хөвөгч бүрхэвч үүсгэдэг бөгөөд гол мөрөн, усан сангуудыг ёроолын хөлдөхөөс хамгаалдаг. Энэ тохиолдолд хамгийн бага нягтрал ба эзэлхүүн нь +3.98 ° C-д ажиглагддаг (Зураг 1). Цаашид усыг 0 0 С хүртэл хөргөх нь аажмаар буурахад биш харин ус нь мөс болж хувирах үед эзлэхүүн нь бараг 10% -иар нэмэгдэхэд хүргэдэг. Усны энэхүү зан байдал нь усны тэнцвэрийн хоёр үе шат - шингэн ба хагас талстыг нэгэн зэрэг байгааг харуулж байгаа бөгөөд талст тор нь зөвхөн үечилсэн бүтэцтэй төдийгүй урьд өмнө оршин байсан янз бүрийн дарааллын тэгш хэмийн тэнхлэгүүдтэй байдаг. талст судлаачдын санаатай зөрчилдөж байв. Оросын нэрт онолын физикч Я.И.Френкель анх дэвшүүлсэн энэ онол нь шингэний зарим молекулууд нь хагас талст бүтэц үүсгэдэг, харин үлдсэн молекулууд нь хий хэлбэртэй, эзлэхүүн даяар чөлөөтэй хөдөлдөг гэсэн таамаглал дээр үндэслэсэн байдаг. Аливаа тогтмол усны молекулын ойролцоо молекулуудын тархалт нь тодорхой дараалалтай байдаг бөгөөд энэ нь талстыг санагдуулдаг боловч илүү сул байдаг. Энэ шалтгааны улмаас усны бүтцийг заримдаа талст буюу талст хэлбэртэй, өөрөөр хэлбэл атом эсвэл молекулуудын харьцангуй байрлал дахь тэгш хэмтэй, дараалалтай гэж нэрлэдэг.

Цагаан будаа. 1. Мөс ба усны тодорхой эзэлхүүний температураас хамаарах хамаарал

Өөр нэг шинж чанар бол мөсний урсгалын хурд нь идэвхжүүлэлтийн энергитэй шууд пропорциональ, үнэмлэхүй температуртай урвуу хамааралтай байдаг тул температур буурах тусам мөс нь өөрийн шинж чанараараа туйлын хатуу биет рүү ойртдог. Дунджаар хайлахад ойрхон температурт мөсний шингэн нь чулуулгаас 10 6 дахин их байдаг. Шингэн чанараараа мөс нь нэг газар хуримтлагддаггүй, харин мөсөн гол хэлбэрээр байнга хөдөлдөг. Поликристал мөсний урсгалын хурд ба стресс хоорондын хамаарал нь гипербол юм; ойролцоогоор чадлын тэгшитгэлээр тайлбарлавал хүчдэл нэмэгдэх тусам экспонент нэмэгдэнэ.

Гэрлийн туяа нь мөсөн талстаар дамждаг тул харагдахуйц гэрэл нь мөсөнд бараг шингэдэггүй, гэхдээ энэ нь хэт ягаан туяа, ихэнх хэсгийг хаадаг. хэт улаан туяаны цацрагНар. Спектрийн эдгээр мужуудад гэрлийн шингээлтийн коэффициент маш өндөр байдаг тул мөс нь бүрэн хар өнгөтэй байдаг. Цасан дээр унасан цагаан гэрэл нь мөсөн талстаас ялгаатай нь шингэдэггүй, харин мөсөн талстуудад олон удаа хугарч нүүрэнд нь тусдаг. Тийм ч учраас цас цагаан харагддаг.

Мөс (0.45), цас (0.95 хүртэл) маш өндөр тусгалтай тул тэдгээрийн бүрхсэн талбай нь жилд дунджаар 72 сая км байдаг. км 2Хоёр хагас бөмбөрцгийн өндөр ба дунд өргөрөгт нарны дулааныг ердийнхөөс 65% бага авдаг. хүчирхэг эх сурвалжорчин үеийн өргөрөгийн цаг уурын бүсчлэлийг голчлон тодорхойлдог дэлхийн гадаргуугийн хөргөлт. Зуны улиралд туйлын бүс нутагт нарны цацраг экваторын бүсээс их байдаг ч шингэсэн дулааны ихээхэн хэсэг нь маш өндөр хайлах дулаантай мөсийг хайлахад зарцуулагддаг тул температур бага хэвээр байна.

Мөсний бусад ер бусын шинж чанарууд нь өсөн нэмэгдэж буй талстууд нь цахилгаан соронзон цацраг үүсгэх явдал юм. Усанд ууссан ихэнх хольц нь мөс ургаж эхлэхэд мөс рүү шилждэггүй гэдгийг мэддэг; тэд хөлдсөн байна. Тиймээс хамгийн бохир шалбааг дээр ч мөсөн хальс нь цэвэр, ил тод байдаг. Энэ тохиолдолд хольц нь хатуу ба шингэн орчны зааг дээр хоёр давхар цахилгаан цэнэгийн хэлбэрээр хуримтлагддаг. өөр тэмдэг, энэ нь мэдэгдэхүйц боломжит зөрүүг үүсгэдэг. Цэнэглэгдсэн хольцын давхарга нь доод хилийн дагуу хөдөлдөг залуу мөсмөн цахилгаан соронзон долгион ялгаруулдаг. Үүний ачаар талсжих процессыг нарийвчлан ажиглаж болно. Тиймээс зүү хэлбэртэй урт ургаж буй болор нь хажуугийн процессоор бүрхэгдсэнээс өөр ялгардаг бөгөөд ургах үр тарианы цацраг нь талстууд хагарах үед үүсдэгээс ялгаатай байдаг. Цацрагийн импульсийн хэлбэр, дараалал, давтамж, далайцаар мөс ямар хурдтайгаар хөлддөг, ямар мөсний бүтэц үүсдэгийг тодорхойлж болно.

Гэхдээ мөсний бүтцийн хамгийн гайхалтай зүйл бол нүүрстөрөгчийн нано хоолойн доторх усны молекулууд бага температур, өндөр даралтанд ДНХ-ийн молекулуудыг санагдуулам давхар мушгиа хэлбэртэй талсжиж чаддаг явдал юм. Үүнийг Небраскагийн их сургуулийн (АНУ) Сяо Чен Зенг тэргүүтэй Америкийн эрдэмтэд саяхан хийсэн компьютерийн туршилтаар нотолсон байна. Загварласан туршилтаар усыг спираль үүсгэхийн тулд өндөр даралтын дор 1.35-аас 1.90 нм диаметртэй, 10-аас 40,000 атмосфер, -23 ° C-ийн температуртай нано хоолойд байрлуулсан. Ус нь бүх тохиолдолд нимгэн хоолой хэлбэртэй бүтэцтэй болохыг олж харах төлөвтэй байсан. Гэсэн хэдий ч загвар нь 1.35 нм диаметртэй нано хоолой, 40,000 атмосферийн гадаад даралттай мөсний бүтэц дэх устөрөгчийн холбоог нугалж, улмаар дотоод болон гадаад давхар ханатай спираль үүсэхэд хүргэсэн болохыг харуулсан. Ийм нөхцөлд дотоод хана нь дөрвөлжин мушгиа болон мушгиж, гаднах хана нь ДНХ-ийн молекултай төстэй дөрвөн давхар спиральаас бүрдсэн байв (Зураг 2). Энэ баримт нь ДНХ-ийн амин чухал молекулын бүтэц ба усны бүтэц хоорондын уялдаа холбоог бататгаж, ус нь ДНХ молекулын нийлэгжилтэнд матриц үүрэг гүйцэтгэсэн болохыг баталж чадна.

Цагаан будаа. 2. ДНХ-ийн молекулыг санагдуулам нано хоолой дахь хөлдөөсөн усны бүтцийн компьютерийн загвар (New Scientist сэтгүүлээс авсан зураг, 2006)

Саяхан нээсэн усны бас нэг чухал шинж чанар бол ус нь өнгөрсөн үеийн нөлөөллийн талаарх мэдээллийг санах чадвартай байдаг. Үүнийг Японы судлаач Масару Эмото болон манай нутаг нэгтэн Станислав Зенин нар анх нотолсон бөгөөд усны бүтцийн тухай кластерийн онолыг анх дэвшүүлсэн бөгөөд энэ нь эзэлхүүнтэй олон талт бүтцийн циклийн холбоотнууд - ерөнхий томьёоны (H) кластеруудаас бүрддэг. 2 O) n, хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээр n нь хэдэн зуун, бүр мянган нэгжид хүрч болно. Усанд бөөгнөрөл байдгийн ачаар ус нь мэдээллийн шинж чанартай байдаг. Судлаачид усыг янз бүрийн цахилгаан соронзон болон акустик орон зай, аялгуу, залбирал, үг, бодлын нөлөөгөөр мөсөн бичил талст болгон хөлдөөх үйл явцыг гэрэл зургийн хальснаа буулгажээ. Сайхан аялгуу, үгийн хэлбэрийн эерэг мэдээллийн нөлөөгөөр мөс тэгш хэмтэй зургаан өнцөгт талст болж хөлдсөн нь тогтоогджээ. Тогтмол бус хөгжим, ууртай, доромжилсон үгс сонсогдоход ус нь эсрэгээрээ эмх замбараагүй, хэлбэргүй талстууд болон хөлддөг. Энэ нь ус нь гадны мэдээллийн нөлөөнд мэдрэмтгий онцгой бүтэцтэй байдгийн нотолгоо юм. Хүний тархи 85-90% уснаас бүрддэг нь усанд хүчтэй бүтцийн нөлөө үзүүлдэг.

Эмото талстууд нь сонирхол, үндэслэлгүй шүүмжлэлийг хоёуланг нь төрүүлдэг. Хэрэв та тэдгээрийг анхааралтай ажиглавал тэдгээрийн бүтэц нь зургаан оройноос бүрддэг болохыг харж болно. Гэхдээ илүү нарийн дүн шинжилгээ хийснээр өвлийн улиралд цасан ширхгүүд ижил бүтэцтэй, үргэлж тэгш хэмтэй, зургаан оройтой байдаг. Талстжсан бүтэц нь үүссэн орчны талаарх мэдээллийг хэр хэмжээгээр агуулдаг вэ? Цасан ширхгүүдийн бүтэц нь үзэсгэлэнтэй эсвэл хэлбэргүй байж болно. Энэ нь тэдгээрийн үүссэн хяналтын дээж (агаар мандал дахь үүл) нь анхны нөхцөлтэй ижил нөлөө үзүүлдэг болохыг харуулж байна. Эхний нөхцөлүүд нь нарны идэвхжил, температур, геофизикийн талбай, чийгшил гэх мэт. Энэ бүхэн гэж нэрлэгддэг. Дундаж чуулга, бид усны дусал, дараа нь цасан ширхгүүдийн бүтэц ойролцоогоор ижил байна гэж дүгнэж болно. Тэдний масс нь бараг ижил бөгөөд агаар мандалд ижил хурдтайгаар хөдөлдөг. Агаар мандалд тэд өөрсдийн бүтцийг бий болгож, эзлэхүүнээ нэмэгдүүлсээр байна. Тэд байгуулагдсан ч гэсэн өөр өөр хэсгүүдүүл, нэг бүлэгт бараг ижил нөхцөлд үүссэн тодорхой тооны цасан ширхгүүд үргэлж байдаг. Цасан ширхгийн талаархи эерэг ба сөрөг мэдээлэл юу вэ гэсэн асуултын хариултыг Эмотогаас олж болно. Лабораторийн нөхцөлд сөрөг мэдээлэл (газар хөдлөлт, хүний хувьд тааламжгүй дууны чичиргээ гэх мэт) талст үүсгэдэггүй, харин эерэг мэдээлэл нь эсрэгээрээ байдаг. Нэг хүчин зүйл нь цасан ширхгүүдийн ижил эсвэл ижил төстэй бүтцийг хэр хэмжээгээр бүрдүүлж чадах нь маш сонирхолтой юм. Усны хамгийн өндөр нягтрал нь 4 ° C-ийн температурт ажиглагддаг. Температур тэгээс доош буухад зургаан өнцөгт мөсөн талст үүсч эхлэхэд усны нягт багасдаг нь шинжлэх ухаанаар батлагдсан. Энэ нь усны молекулуудын хоорондын устөрөгчийн холбооны үр дүн юм.

Ийм бүтэц зохион байгуулалтад орсон шалтгаан юу вэ? Кристалууд нь хатуу биетүүд бөгөөд тэдгээрийг бүрдүүлэгч атом, молекул эсвэл ионууд нь орон зайн гурван хэмжээст тогтмол, давтагдах хэв маягаар байрладаг. Усны талстуудын бүтэц нь арай өөр байдаг. Исаакийн хэлснээр мөсөн дэх устөрөгчийн бондын зөвхөн 10% нь ковалент, өөрөөр хэлбэл. нэлээд тогтвортой мэдээлэлтэй. Нэг усны молекулын хүчилтөрөгч ба нөгөө молекулын устөрөгчийн хоорондох устөрөгчийн холбоо нь гадны нөлөөнд хамгийн мэдрэмтгий байдаг. Талстыг барих үед усны спектр нь цаг хугацааны явцад харьцангуй өөр байдаг. Антонов, Юскеселиев нарын нотолсон усны дуслын салангид ууршилтын нөлөө ба устөрөгчийн бондын энергийн төлөв байдлаас хамаарч бид талстуудын бүтцийн талаар хариулт хайж болно. Спектрийн хэсэг бүр нь усны дуслын гадаргуугийн хурцадмал байдлаас хамаарна. Спектрийн зургаан оргил байдаг бөгөөд энэ нь цасан ширхгийн мөчрүүдийг илтгэдэг.

Эмотогийн туршилтанд анхны "хяналтын" дээж нь талстуудын харагдах байдалд нөлөөлдөг нь ойлгомжтой. Энэ нь тодорхой хүчин зүйлд өртсөний дараа ижил төстэй талстууд үүсэхийг хүлээж болно гэсэн үг юм. Ижил талстыг олж авах нь бараг боломжгүй юм. Эмото "хайр" гэдэг үг усанд үзүүлэх нөлөөг туршихдаа туршилтыг өөр өөр дээжээр хийсэн эсэхийг тодорхой заагаагүй байна.

Эмотогийн техник хангалттай ялгаатай эсэхийг шалгахын тулд давхар сохор туршилт хийх шаардлагатай. Усны молекулын 10% нь хөлдөөсний дараа ковалент холбоо үүсгэдэг гэсэн Исаакийн нотолгоо нь ус хөлдөх үед юу хийдгийг харуулж байна. энэ мэдээлэл. Эмотогийн ололт нь давхар сохор туршилтгүйгээр ч гэсэн усны мэдээллийн шинж чанарын хувьд маш чухал хэвээр байна.

Байгалийн цасан ширхгүүд, Вилсон Бентли, 1925 он

Эмото цасан ширхгээс гаралтай байгалийн ус

Нэг цасан ширхгийг байгалийн гаралтай, нөгөөг нь Эмото бүтээсэн нь усны спектрийн олон янз байдал хязгааргүй гэдгийг харуулж байна.

Энэ зураг нь хяналтын дээж болон бусад өдрүүдэд авсан дээжийн хоорондох ялгааг харуулж байна. Усны молекулууд нь усан дахь хамгийн эрч хүчтэй устөрөгчийн холбоог тасалдаг бөгөөд спектрийн хоёр оргилыг эвддэг. байгалийн үзэгдэл. Судалгааг Антоновын төхөөрөмж ашиглан хийсэн. Биофизикийн үр дүн буурч байгааг харуулж байна эрч хүчгазар хөдлөлтийн үед бие . Газар хөдлөлтийн үед ус Эмотогийн лабораторид цасан ширхгүүд дэх бүтэцээ өөрчилж чадахгүй. Газар хөдлөлтийн үед усны цахилгаан дамжуулах чанар өөрчлөгдсөн тухай нотолгоо байдаг.

1963 онд Танзанийн сургуулийн сурагч Эрасто Мпемба үүнийг тэмдэглэжээ халуун усхүйтнээс хурдан хөлддөг. Энэ үзэгдлийг Mpemba эффект гэж нэрлэдэг. Хэдийгээр усны өвөрмөц шинж чанарыг Аристотель, Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт нар эртнээс анзаарсан байдаг. Энэ үзэгдэл хэд хэдэн бие даасан туршилтаар олон удаа батлагдсан. Ус бас нэг хачирхалтай шинж чанартай байдаг. Миний бодлоор үүний тайлбар нь дараах байдалтай байна: Буцалсан усны дифференциал тэнцвэргүй энергийн спектр (DNES) нь усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холбооны дундаж энерги нь өрөөний температурт авсан дээжээс бага байдаг талстуудын бүтэц, хөлдөлтийг эхлүүлэхэд бага эрчим хүч.

Мөсний бүтэц, шинж чанарын түлхүүр нь болорын бүтцэд оршдог. Бүх төрлийн мөсний талстууд нь устөрөгчийн холбоогоор холбогдсон H 2 O усны молекулуудаас устөрөгчийн бондын тодорхой зохицуулалт бүхий гурван хэмжээст торон хүрээ болгон бүтээгдсэн байдаг. Усны молекулыг тетраэдр (гурвалжин суурьтай пирамид) гэж энгийнээр төсөөлж болно. Түүний төвд sp 3 эрлийзжих төлөвт байгаа хүчилтөрөгчийн атом, хоёр орой дээр устөрөгчийн атом байрладаг бөгөөд тэдгээрийн 1s электронуудын нэг нь ковалент үүсэхэд оролцдог. H-O холболтхүчилтөрөгчтэй. Үлдсэн хоёр оройг хосгүй хүчилтөрөгчийн электронууд эзэлдэг бөгөөд тэдгээр нь молекулын холбоо үүсэхэд оролцдоггүй тул тэдгээрийг дан гэж нэрлэдэг. H 2 O молекулын орон зайн хэлбэрийг устөрөгчийн атомууд болон төвийн хүчилтөрөгчийн атомын дан электрон хосуудын харилцан түлхэлтээр тайлбарладаг.

Устөрөгчийн холбоо нь молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн химид чухал ач холбогдолтой бөгөөд сул цахилгаан статик хүч, донор хүлээн авагчийн харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг. Усны нэг молекулын электрон дутагдалтай устөрөгчийн атом нь хөрш усны молекулын хүчилтөрөгчийн атомын дан электрон хостой (O-H...O) харилцан үйлчлэх үед үүсдэг. Онцлог шинж чанарустөрөгчийн холбоо нь харьцангуй бага хүч чадалтай; химийн ковалент холбооноос 5-10 дахин сул байдаг. Эрчим хүчний хувьд устөрөгчийн холбоо нь хоорондын завсрын байрлалыг эзэлдэг химийн холбоохатуу эсвэл шингэн фаз дахь молекулуудыг хадгалдаг ван дер Ваальсийн харилцан үйлчлэл. Мөсөн талст дахь усны молекул бүр нь бусад хөрш молекулуудтай дөрвөн устөрөгчийн холбоог нэгэн зэрэг үүсгэж, тетраэдрийн орой руу чиглэсэн 109 ° 47"-тэй тэнцүү өнцөгт байрладаг бөгөөд энэ нь ус хөлдөх үед нягт бүтэц үүсгэхийг зөвшөөрдөггүй. Зураг 3). I, Ic, VII, VIII мөсний бүтцэд энэ тетраэдр нь II, III, V, VI мөсний бүтцэд VI, VII, VIII мөсний бүтцэд мэдэгдэхүйц гажсан байдаг , устөрөгчийн бондын хоёр огтлолцсон системийг ялгаж салгаж болно, энэ нь үл үзэгдэх хүрээ нь торон хэлбэрээр усны молекулууд, түүний бүтэц нь хөндий дотоод сувагтай, торон бүтэцтэй төстэй устсан: усны молекулууд торны хоосон зайд унаж эхэлдэг бөгөөд энэ нь илүү нягт шингэн бүтэцтэй болоход хүргэдэг - энэ нь ус яагаад мөсөөс илүү хүнд байдгийг тайлбарладаг.

Цагаан будаа. 3. Дөрвөн H2O молекулын хооронд устөрөгчийн холбоо үүсэх (улаан бөмбөг нь төвийн хүчилтөрөгчийн атомыг, цагаан бөмбөг нь устөрөгчийн атомыг заана)

Мөсний бүтцэд хамаарах устөрөгчийн холбоо ба молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн өвөрмөц байдал нь хайлсан усанд хадгалагддаг, учир нь мөсөн талст хайлах үед бүх устөрөгчийн бондын ердөө 15% нь устдаг. Тиймээс усны молекул тус бүрийн хөрш зэргэлдээх дөрвөн молекулын хоорондох холбоо ("богино зайн дараалал") зөрчигддөггүй боловч хүчилтөрөгчийн хүрээний торонд илүү бүдгэрч байгаа нь ажиглагдаж байна. Ус буцалгах үед устөрөгчийн холбоог хадгалах боломжтой. Зөвхөн усны ууранд устөрөгчийн холбоо байдаггүй.

Агаар мандлын даралтад үүсч, 0 хэмд хайлдаг мөс нь хамгийн түгээмэл боловч бүрэн ойлгогдоогүй бодис юм. Түүний бүтэц, шинж чанаруудын ихэнх нь ер бусын харагддаг. Мөсний талст торны хэсгүүдэд усны молекулуудын тетраэдрүүдийн хүчилтөрөгчийн атомууд эмх цэгцтэй байрлаж, зургаан өнцөгт зөгийн сархинаг шиг тогтмол зургаан өнцөгт үүсгэдэг бөгөөд устөрөгчийн атомууд нь устөрөгчийн холбоог холбосон янз бүрийн байрлалыг эзэлдэг. хүчилтөрөгчийн атомууд (Зураг 4). Тиймээс хөршүүдтэйгээ харьцуулахад усны молекулуудын зургаан эквивалент чиглэл байж болно. Нэг устөрөгчийн холбоонд хоёр протон нэгэн зэрэг байх магадлал бага боловч усны молекулуудын чиг баримжаа нь тодорхойгүй хэвээр байгаа тул тэдгээрийн заримыг хассан болно. Атомуудын энэ зан байдал хэвийн бус байдаг, учир нь хатуу бодист бүх атомууд ижил хуулийг дагаж мөрддөг: атомууд нь эмх цэгцтэй, дараа нь болор, эсвэл санамсаргүй байдлаар, дараа нь аморф бодис юм. Ийм ер бусын бүтцийг мөсний ихэнх өөрчлөлтүүд - Ih, III, V, VI, VII (мөн Ic-д байгаа бололтой) (Хүснэгт 3), II, VIII, IX мөсний бүтцэд усны молекулууд чиг баримжаагаар эрэмбэлдэг. . Ж.Берналийн хэлснээр мөс нь хүчилтөрөгчийн атомтай харьцуулахад талст, устөрөгчийн атомын хувьд шиллэг байдаг.

Цагаан будаа. 4. Байгалийн зургаан өнцөгт хэлбэрийн мөсний бүтэц I h

Бусад нөхцөлд, жишээлбэл, сансарт өндөр даралт, бага температурт мөс өөр өөр талсжиж, бусад талст тор, өөрчлөлтийг (куб, тригональ, тетрагональ, моноклиник гэх мэт) үүсгэдэг бөгөөд тус бүр нь өөрийн бүтэц, болор тортой байдаг (Хүснэгт). 3). Төрөл бүрийн өөрчлөлттэй мөсний бүтцийг Оросын судлаач Др. Г.Г. Маленков, физик-математикийн ухааны доктор. Э.А. Желиговская нэрэмжит Физик хими, цахилгаан химийн хүрээлэнгээс. А.Н. Фрумкина Оросын академишинжлэх ухаан. II, III, V өөрчлөлтийн мөс нь температур нь -170 ° C-аас хэтрэхгүй бол атмосферийн даралтанд удаан хугацаагаар хадгалагдана (Зураг 5). Ойролцоогоор -150 ° C хүртэл хөргөхөд байгалийн мөс нь хэд хэдэн нанометр хэмжээтэй шоо, октаэдрээс бүрдсэн куб мөс Ic болж хувирдаг. Мөс I c заримдаа хялгасан судсанд ус хөлдөх үед гарч ирдэг бөгөөд энэ нь усны ханын материалтай харилцан үйлчлэлцэх, түүний бүтцийг давтах замаар хөнгөвчилдөг бололтой. Температур нь -110 0 С-ээс бага зэрэг өндөр байвал металл субстрат дээр 0.93 г/см3 нягттай илүү нягт, хүнд шилэн хэлбэртэй аморф мөсний талстууд үүсдэг. Эдгээр мөсний хоёр хэлбэр нь аяндаа зургаан өнцөгт мөс болж хувирдаг бөгөөд хурдан байх тусам температур өндөр байдаг.

Хүснэгт 3. Мөсний зарим өөрчлөлт, тэдгээрийн физик үзүүлэлтүүд.

Өөрчлөлт

Кристал бүтэц

Устөрөгчийн бондын урт, Å

H-O-N өнцөгтетраэдрүүдэд, 0

Зургаан өнцөгт

Куб

Гурвалжин

Тетрагональ

Моноклиник

Тетрагональ

Куб

Тетрагональ

Анхаарна уу. 1 Å = 10 -10 м

Цагаан будаа. 5. Төрөл бүрийн өөрчлөлттэй талст мөсний төлөв байдлын диаграмм.

Мөн мөсүүд байдаг өндөр даралт- Зургаан өнцөгт атираат элементүүдээс үүссэн хөндий зөгийн сархинагаас үүссэн II ба III гурвалжин ба тетрагональ өөрчлөлтүүд нь бие биенээсээ гуравны нэгээр шилжсэн (Зураг 6 ба 7-р зураг). Эдгээр мөсүүд нь гелий, аргон зэрэг үнэт хийтэй үед тогтворждог. Мөс V моноклиник өөрчлөлтийн бүтцэд хөрш зэргэлдээх хүчилтөрөгчийн атомуудын хоорондох өнцөг нь 86 0-ээс 132 ° хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ нь усны молекул дахь холбоосын өнцгөөс ихээхэн ялгаатай бөгөөд 105 ° 47' байна. Тетрагональ өөрчлөлтийн VI мөс нь бие биендээ төвлөрсөн болор тор үүсгэдэг (Зураг 8) хооронд нь устөрөгчийн холбоо байхгүй, бие биедээ оруулсан хоёр хүрээнээс бүрддэг. VI мөсний бүтэц нь зургаан усны молекулын блокууд болох гексамерууд дээр суурилдаг. Тэдний тохиргоо нь тооцоогоор өгөгдсөн тогтвортой усны кластерийн бүтцийг яг давтдаг. VII мөсний бага температурт эрэмблэгдсэн хэлбэр болох куб хэлбэрийн VII ба VIII мөс нь бие биендээ I мөсний хүрээтэй ижил төстэй бүтэцтэй байдаг. Дараа нь даралт ихсэх тусам болор тор дахь хүчилтөрөгчийн атомуудын хоорондох зай мөс VIIба VIII нь багасах бөгөөд үүний үр дүнд X мөсний бүтэц үүсч, хүчилтөрөгчийн атомууд нь ердийн торонд байрладаг ба протонууд эмх цэгцтэй байдаг.

Цагаан будаа. 7. Ice III тохиргоо.

XI мөс нь I h мөсийг хэвийн даралтанд 72 К-аас доош шүлт нэмснээр гүн хөргөсний үр дүнд үүсдэг. Ийм нөхцөлд гидроксил талст гажиг үүсч, өсөн нэмэгдэж буй мөсөн талст бүтцийг өөрчлөх боломжийг олгодог. XI мөс нь протонуудын эмх цэгцтэй зохион байгуулалттай орторомбын талст тортой бөгөөд болорын гидроксил согогийн ойролцоо талстжих олон төвүүдэд нэгэн зэрэг үүсдэг.

Цагаан будаа. 8. Ice VI тохиргоо.

Мөсүүдийн дунд мөн адил метаставтай IV ба XII хэлбэрүүд байдаг бөгөөд тэдгээрийн амьдрах хугацаа нь секунд бөгөөд хамгийн үзэсгэлэнтэй бүтэцтэй байдаг (Зураг 9 ба 10-р зураг). Тогтвортой мөс авахын тулд шингэн азотын температурт I h мөсийг 1.8 ГПа даралт хүртэл шахах шаардлагатай. Эдгээр мөсүүд нь илүү амархан үүсдэг бөгөөд хэт хөргөсөн хүнд ус даралтанд өртөх үед тогтвортой байдаг. Өөр нэг метастабил өөрчлөлт - IX мөс нь хэт хөргөлтийн үед үүсдэг мөс IIIбөгөөд үндсэндээ түүний бага температурт хэлбэр юм.

Цагаан будаа. 9. Ice IV тохиргоо.

Цагаан будаа. 10. Ice XII тохиргоо.

Мөсний сүүлийн хоёр өөрчлөлтийг - XIII моноклиник ба орторомбик XIV тохиргоотой - Оксфордын (Их Британи) эрдэмтэд саяхан буюу 2006 онд нээсэн. Моноклин ба ромб тор бүхий мөсөн талстууд байх ёстой гэсэн таамаглалыг батлахад хэцүү байсан: -160 ° C-ийн температурт усны зуурамтгай чанар маш өндөр бөгөөд цэвэр хэт хөргөсөн усны молекулууд ийм хэмжээгээр нэгдэх нь хэцүү байдаг. болор цөм үүсгэх. Үүнийг катализатор - давсны хүчил ашиглан хийсэн бөгөөд энэ нь бага температурт усны молекулуудын хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлсэн. Мөсний ийм өөрчлөлт нь дэлхий дээр үүсэх боломжгүй, гэхдээ тэдгээр нь сансарт хөргөсөн гаригууд, хөлдсөн хиймэл дагуулууд, сүүлт одууд дээр байж болно. Ийнхүү Бархасбадь, Санчир гаригийн хиймэл дагуулуудын гадаргуугаас гарах нягтрал, дулааны урсгалын тооцоо нь Ганимед, Каллисто нар I, III, V, VI мөсүүд ээлжлэн оршдог мөсөн бүрхүүлтэй байх ёстой гэдгийг хэлэх боломжийг бидэнд олгодог. Титан дээр мөс нь царцдас биш, харин нөмрөг үүсгэдэг бөгөөд түүний дотоод давхарга нь VI мөс, бусад өндөр даралтын мөс, клатрат гидратуудаас бүрдэх ба I h мөс нь дээд талд байрладаг.

Цагаан будаа. 11. Байгаль дахь цасан ширхгүүдийн олон янз байдал, хэлбэр

Дэлхийн агаар мандалд өндөр, бага температурт ус нь тетраэдрээс талсжиж, зургаан өнцөгт Ih мөс үүсгэдэг. Мөсөн талст үүсэх төв нь салхиар агаар мандлын дээд давхаргад өргөгдсөн хатуу тоосны хэсгүүд юм. Энэхүү үр хөврөлийн мөсөн бичил талстыг тойрон усны бие даасан молекулуудаас үүссэн зүү нь зургаан тэгш хэмтэй чиглэлд ургадаг бөгөөд тэдгээрийн хажуугийн процессууд - дендритүүд ургадаг. Цасан ширхгийн эргэн тойрон дахь агаарын температур, чийгшил ижил байдаг тул анхнаасаа тэгш хэмтэй байдаг. Цасан ширхгүүд үүсэхийн хэрээр температур нь өндөр байдаг агаар мандлын доод давхаргад аажмаар унадаг. Энд хайлж, тэдгээрийн хамгийн тохиромжтой геометрийн хэлбэрийг гажуудуулж, янз бүрийн цасан ширхгийг үүсгэдэг (Зураг 11).

Цаашид хайлах үед мөсний зургаан өнцөгт бүтэц эвдэрч, бөөгнөрөлтэй циклийн холбоотнууд, түүнчлэн усны три-, тетра-, пента-, гексамерууд (Зураг 12) ба чөлөөт усны молекулуудын холимог үүсдэг. Орчин үеийн мэдээллээр ус нь янз бүрийн төвийг сахисан кластерууд (H 2 O) n ба тэдгээрийн цэнэглэгдсэн кластер ионууд [H 2 O] + n ба [H 2 O холимог байдаг тул үүссэн кластеруудын бүтцийг судлах нь ихэвчлэн хэцүү байдаг. ] - n, тэдгээрийн хооронд 10 -11 -10 -12 секундын ашиглалтын хугацаатай динамик тэнцвэрт байдалд байна.

Цагаан будаа. 12.Боломжит усны бөөгнөрөл (a-h) найрлага (H 2 O) n, энд n = 5-20.

Кластерууд нь гадагшаа цухуйсан устөрөгчийн бондын нүүр царайгаар харилцан үйлчилж, гексаэдр, октаэдр, икосаэдр, додекаэдр зэрэг илүү нарийн төвөгтэй олон талт бүтцийг үүсгэдэг. Тиймээс усны бүтэц нь Платоны хатуу биетүүд (тетраэдр, гексаэдр, октаэдр, икосаэдр ба додекаэдр) гэж нэрлэгддэг бөгөөд тэдгээрийг нээсэн эртний Грекийн гүн ухаантан, геометр Платоны нэрээр нэрлэгдсэн бөгөөд хэлбэр нь алтан харьцаагаар тодорхойлогддог. (Зураг 13).

Цагаан будаа. 13. Геометрийн хэлбэр нь алтан харьцаагаар тодорхойлогддог платон хатуу биетүүд.

Аливаа орон зайн олон өнцөгт дэх орой (B), нүүр (G) ба ирмэгийн (P) тоог дараахь харьцаагаар тодорхойлно.

B + G = P + 2

Ердийн олон өнцөгтийн оройн тоог (B) түүний аль нэг нүүрний ирмэгүүдийн тоонд (P) харьцуулсан харьцаа нь ижил олон өнцөгтийн нүүрний тооны (G) ирмэгүүдийн тоотой тэнцүү байна. P) түүний нэг оройноос гарч ирэх. Тетраэдрийн хувьд энэ харьцаа 4:3, гексаэдр (6 нүүр) ба октаэдр (8 нүүр) -ийн хувьд 2:1, хоёр талт (12 нүүр) ба икосаэдр (20 нүүр) -ийн хувьд 4:1 байна.

Оросын эрдэмтдийн тооцоолсон олон талт усны кластеруудын бүтцийг ашиглан баталгаажуулсан орчин үеийн аргуудшинжилгээ: протоны соронзон резонансын спектроскопи, фемтосекунд лазер спектроскопи, дифракц рентген туяаба усны талст дээрх нейтронууд. Усны бөөгнөрөл болон ус мэдээлэл хадгалах чадвартай болсон нь 21-р мянганы хамгийн чухал хоёр нээлт юм. Энэ нь байгаль нь мөсөн талстуудын онцлог шинж чанартай нарийн геометрийн хэлбэр, пропорцын хэлбэртэй тэгш хэмээр тодорхойлогддогийг тодорхой нотолж байна.

Уран зохиол.

1. Белянин В., Романова Е. Амьдрал, усны молекул ба алтан харьцаа // Шинжлэх ухаан ба амьдрал, 2004, 10-р боть, №3, х. 23-34.

2. Шумский П.А., Бүтцийн мөсний шинжлэх ухааны үндэс. - Москва, 1955б х. 113.

3. Мосин О.В., Игнатов I. Усны амьдралын бодис болох тухай ойлголт. // Ухамсар ба физик бодит байдал. 2011, Т 16, No12, х. 9-22.

4. Петрянов И.В. 51-53.

5 Eisenberg D, Kautsman V. Усны бүтэц, шинж чанар. - Ленинград, Гидрометеоиздат, 1975, х. 431.

6. Кулский L. A., Dal V. V., Lenchina L. G. Танил ба нууцлаг ус. – Киев, Родянбскийн сургууль, 1982, х. 62-64.

7. Zatsepina G. N. Усны бүтэц, шинж чанар. - Москва, ред. Москвагийн Улсын Их Сургууль, 1974, х. 125.

8. Антонченко В.Я., Давыдов Н.С., Ильин В.В. Усны физикийн үндэс - Киев, Наукова Думка, 1991, х. 167.

9. Симонит Т. Нүүрстөрөгчийн нано гуурс дотор "харагдсан" ДНХ шиг мөс // New Scientist, V. 12, 2006.

10. Эмото М. Усны зурвасууд. Мөсөн талстуудын нууц кодууд. - София, 2006. х. 96.

11. Зенин С.В., Тяглов Б.В. Гидрофобик харилцан үйлчлэлийн мөн чанар. -д чиг баримжаа олгох талбарууд бий болсон усан уусмал// Физик химийн сэтгүүл, 1994, T. 68, №3, х. 500-503.

12. Pimentel J., McClellan O. Hydrogen bonding - Москва, Наука, 1964, х. 84-85.

13. Бернал Ж., Фаулер Р. Ус ба ионы уусмалын бүтэц // Успехи Физических Наук, 1934, T. 14, № 5, х. 587-644.

14. Хобза П., Захрадник Р. Молекул хоорондын цогцолборууд: Физик хими ба био шинжлэх ухаанд ван дер Ваальсийн системийн үүрэг. – Москва, Мир, 1989, х. 34-36.

15. Pounder E. R. Мөсний физик, хөрвүүлэлт. англи хэлнээс - Москва, 1967, х. 89.

16. Комаров S. M. Өндөр даралтын мөсний хэв маяг. // Хими ба амьдрал, 2007, №2, 48-51-р тал.

17. Е.А.Желиговская, Г.Г.Маленков. Кристал мөс// Успэхи хими, 2006, No75, х. 64.

18. Флетчер Н.Х. Мөсний химийн физик, Камбреж, 1970 он.

19. Немухин А.В. Кластерийн олон янз байдал // Оросын химийн сэтгүүл, 1996, T. 40, №2, х. 48-56.

20. Мосин О.В., Игнатов I. Усны бүтэц, физик бодит байдал. // Ухамсар ба физик бодит байдал, 2011, T. 16, No9, х. 16-32.

21. Ignatov I. Био энергийн анагаах ухаан. Амьд бодисын гарал үүсэл, усны санах ой, биорезонанс, биофизикийн талбарууд. - ГаяЛибрис, София, 2006, х. 93.

Хэсэгүүд