Voda je najpogostejša in najpogostejša snov v našem življenju. Človeško telo je sestavljeno iz 70 % vode in tudi naravno okolje okoli nas vsebuje 70 % vode.
Iz šolskih učbenikov vemo, da je molekula vode sestavljena iz atoma kisika in dveh atomov vodika, tj. ena najmanjših in najlažjih molekul. Čeprav so lastnosti vode, ki jo nenehno uporabljamo, običajne in očitne za nas, obstajajo paradoksi tekoče vode, ki določajo celo oblike življenja na Zemlji.
Tekoča voda ima gostoto večjo od gostote ledu. Zato se ob zmrzovanju volumen ledu poveča in led plava na površini vode.
Gostota vode je največja pri 4 o C in ne pri tališču; zmanjšuje se tako desno kot levo od te temperature.
Viskoznost vode se z naraščajočim pritiskom zmanjšuje.
Vrelišče vode je neodvisno od splošne odvisnosti vrelišča od molekulske mase snovi (slika 1.1). Sicer pa ne sme biti višja od 60 o C.
Toplotna kapaciteta vode je vsaj dvakrat večja od katere koli druge tekočine.
Toplota uparjanja (~2250 kJ/kg) je vsaj trikrat višja kot pri kateri koli drugi tekočini, 8-krat večja kot pri etanolu.
Razmislimo o tej zadnji lastnosti vode. Toplota izparevanja je energija, ki je potrebna za prekinitev vezi med molekulami, ko te prehajajo iz kondenzirane faze v plinasto fazo. To pomeni, da je razlog za vse paradoksalne lastnosti v naravi medmolekularnih vezi vode, to pa je določeno s strukturo vodne molekule.
Slika 1.1. Razpon razmerij med molekulskimi masami različnih spojin in njihovimi vrelišči.
Za kakšno molekulo vode gre?
Leta 1780 Lavoisier je eksperimentalno ugotovil, da je voda sestavljena iz kisika in vodika, da dve volumni vodika interagirata z enim volumnom kisika in da je masno razmerje vodika in kisika v vodi 2:16. Leta 1840 je postalo jasno, da je molekulska formula vode H2O.
Tri jedra v molekuli tvorijo enakokraki trikotnik z dvema protonoma na dnu (slika 1.2). Elektronska formula molekule vode je [(1S 2)] [(1S 2)(2S 2)(2P 4)].
Slika 1.2.Oblikovanje sistema povezovanja m.o. iz 2p-orbital atoma kisika in 1s-orbitale atoma kisika in 1s-orbitale vodikovih atomov.
Zaradi sodelovanja dveh elektronov vodika 1s v povezavi z dvema elektronoma kisika 2p pride do sp hibridizacije in nastanejo hibridne sp 3 orbitale z značilnim kotom med njima 104,5 o ter dva pola nasprotnih nabojev. Dolžina vezi O-H je 0,95Å (0,095 nm), razdalja med protoni je 1,54Å (0,154 nm). Slika 1.3 prikazuje elektronski model molekule vode.
Slika 1.3. Elektronski model molekule H 2 O.
Osem elektronov se vrti v parih v štirih orbitalah, ki se nahajajo v treh ravninah (koti 90 O ), ki se prilegajo v kocko. 1, 2 – osamljeni pari elektronov.
Najpomembnejša posledica tega razmišljanja: asimetrija porazdelitve naboja spremeni molekulo H 2 O v dipol: protoni se nahajajo na obeh pozitivnih koncih, osamljeni pari kisikovih p-elektronov pa na dveh negativnih koncih.
Tako lahko molekulo vode obravnavamo kot trikotno piramido - tetraeder, na vogalih katere so štirje naboji - dva pozitivna in dva negativna.
Ti naboji tvorijo njihovo neposredno okolje in obračajo sosednje molekule vode na strogo določen način - tako da je med dvema atomoma kisika vedno samo en atom vodika. Takšno medmolekularno strukturo si najlažje predstavljamo in proučujemo na vodi v trdnem stanju. Slika 1.4 prikazuje strukturo ledu.
riž. 1.4. Heksagonalna struktura ledu
Strukturo držijo skupaj O-H...O vezi. To povezavo dveh kisikovih atomov sosednjih molekul vode s posredovanjem enega vodikovega atoma imenujemo vodikova vez.
Vodikova vez nastane zaradi naslednjih razlogov:
1 – proton ima samo en elektron, zato je elektronsko odbijanje dveh atomov minimalno. Proton se preprosto potopi v elektronsko lupino sosednjega atoma in zmanjša razdaljo med atomi za 20-30% (do 1 Å);
2 – sosednji atom mora imeti višjo vrednost elektronegativnosti. V konvencionalnih vrednostih (po Paulingu) elektronegativnost F– 4,0; O – 3,5; Cl – 3,0; S – 2,5.
Molekula vode ima lahko štiri vodikove vezi, pri dveh deluje kot donorka elektronov, pri dveh pa kot akceptorka elektronov. In te vezi lahko nastanejo tako s sosednjimi molekulami vode kot z drugimi snovmi.
Torej dipolni moment, kot H-O-H in vodikova vez O-H...O določajo edinstvene lastnosti vode in igrajo pomembno vlogo pri oblikovanju sveta okoli nas.
Čista voda je brezbarvna, prozorna tekočina. Gostota vode med prehodom iz trdne v tekočo se ne zmanjša, kot skoraj vse druge snovi, ampak se poveča. Ko vodo segrejemo od 0 do 4°C, se poveča tudi njena gostota. Pri 4°C ima voda največjo gostoto, šele z nadaljnjim segrevanjem se njena gostota zmanjšuje.
Če bi se z nižanjem temperature in pri prehodu iz tekočega v trdno stanje gostota vode spreminjala tako kot pri veliki večini snovi, bi se z bližanjem zime površinske plasti naravnih voda kul. bi dosegel 0°C in se potopil na dno, da bi naredil prostor za toplejše plasti, in to bi se nadaljevalo, dokler celotna masa rezervoarja ne bi dosegla temperature 0°C. Takrat bi voda začela zmrzovati, nastale ledene plošče bi se pogreznile na dno in rezervoar bi zmrznil do celotne globine. Poleg tega bi bilo veliko oblik življenja v vodi nemogoče. Ker pa voda doseže največjo gostoto pri 4 °C, se gibanje njenih plasti zaradi ohlajanja konča, ko je dosežena ta temperatura. Z nadaljnjim nižanjem temperature ohlajena plast, ki ima manjšo gostoto, ostane na površini, zmrzne in s tem ščiti spodnje plasti pred nadaljnjim ohlajanjem in zmrzovanjem.
Velik pomen v življenju narave ima dejstvo, da voda. ima neobičajno visoko toplotno kapaciteto, zato se ponoči, pa tudi na prehodu iz poletja v zimo, voda počasi ohlaja, podnevi ali na prehodu iz zime v poletje pa se počasi segreva in je torej temperatura. regulator na globusu.
Zaradi dejstva, da se ob taljenju ledu prostornina, ki jo zaseda voda, zmanjša, tlak zniža temperaturo taljenja ledu. To izhaja iz Le Chatelierjevega načela. Res, naj bo. Led in tekoča voda sta v ravnovesju pri 0°C. Z naraščanjem tlaka se bo ravnotežje po Le Chatelierjevem principu premaknilo v smeri nastanka tiste faze, ki pri isti temperaturi zavzema manjši volumen. V tem primeru je ta faza tekoča. Tako povečanje tlaka pri 0°C povzroči pretvorbo ledu v tekočino, to pa pomeni, da se tališče ledu zniža.
Molekula vode ima oglato strukturo; jedra, ki so vključena v njegovo sestavo, tvorijo enakokraki trikotnik, na dnu katerega sta dva protona, na vrhu pa je jedro atoma kisika. Medjedrne razdalje O-H so blizu 0,1 nm, razdalja med jedri vodikovih atomov. je približno 0,15 nm. Od osmih elektronov, ki sestavljajo zunanjo elektronsko plast atoma kisika v molekuli vode, dva elektronska para tvorita kovalentne O-H vezi, preostali štirje elektroni pa predstavljajo dva osamljena elektronska para.
Atom kisika v molekuli vode je v stanju -aea?eaecaoee. Zato je vezni kot HOH (104,3°) blizu tetraedričnega (109,5°). Elektroni, ki tvorijo O-H vezi, se premaknejo k bolj elektronegativnemu atomu kisika. Zaradi tega vodikovi atomi pridobijo učinkovite pozitivne naboje, tako da se na teh atomih ustvarita dva pozitivna pola. Središča negativnih nabojev osamljenih elektronskih parov atoma kisika, ki se nahajajo v hibridnih orbitalah, so premaknjena glede na jedro atoma in ustvarijo dva negativna pola.
Molekulska masa vodne pare je 18 in ustreza njeni najpreprostejši formuli. Vendar se izkaže, da je molekulska masa tekoče vode, določena s preučevanjem njenih raztopin v drugih topilih, večja. To kaže, da v tekoči vodi obstaja asociacija molekul, to je, da so združene v bolj zapletene agregate. Ta sklep potrjujejo nenormalno visoke vrednosti temperatur taljenja in vrelišča vode. Povezovanje vodnih molekul nastane zaradi tvorbe vodikovih vezi med njimi.
V trdni vodi (ledu) atom kisika vsake molekule sodeluje pri tvorbi dveh vodikovih vezi s sosednjimi molekulami vode po diagramu, v katerem so vodikove vezi prikazane s pikčasto črto. Diagram volumetrične zgradbe ledu je prikazan na sliki. Tvorba vodikovih vezi povzroči razporeditev molekul vode, v kateri pridejo med seboj v stik s svojimi nasprotnimi poli. Molekule tvorijo plasti, od katerih je vsaka povezana s tremi molekulami, ki pripadajo isti plasti, in z eno iz sosednje plasti. Struktura ledu spada med najmanj goste strukture, v njem so praznine, velikosti najmanj gostih struktur, v njem so praznine, katerih dimenzije so nekoliko večje od velikosti molekule.
Ko se led tali, se njegova struktura uniči. Toda tudi v tekoči vodi se ohranijo vodikove vezi med molekulami: nastanejo asociati - kot drobci strukture ledu - sestavljeni iz večjega ali manjšega števila molekul vode. Vendar pa za razliko od ledu vsak sodelavec obstaja zelo kratek čas: nenehno se pojavlja uničenje nekaterih enot in nastajanje drugih enot. Praznine takih "ledenih" agregatov lahko sprejmejo posamezne molekule vode; v tem primeru postane pakiranje vodnih molekul bolj gosto. Zato se ob taljenju ledu prostornina, ki jo zaseda voda, zmanjša, njena gostota pa se poveča.
Ko se voda segreva, je v njej čedalje manj drobcev ledene strukture, kar vodi do nadaljnjega povečanja gostote vode. V temperaturnem območju od 0 do 4°C ta učinek prevlada nad toplotnim raztezanjem, tako da gostota vode še naprej narašča. Pri segrevanju nad 4°C pa prevlada vpliv povečanega toplotnega gibanja molekul in se gostota vode zmanjša. Zato ima voda največjo gostoto pri 4°C.
Pri segrevanju vode se del toplote porabi za pretrganje vodikovih vezi (energija pretrganja vodikove vezi v vodi je približno 25 kJ/mol). To pojasnjuje visoko toplotno kapaciteto vode.
Kristalna struktura ledu: molekule vode so povezane v pravilne šesterokotnike Kristalna mreža ledu: Molekule vode H 2 O (črne kroglice) so v svojih vozliščih razporejene tako, da ima vsaka štiri sosede. Molekula vode (središče) je z vodikovimi vezmi povezana s štirimi najbližjimi sosednjimi molekulami. Led je kristalna modifikacija vode. Po zadnjih podatkih ima led 14 strukturnih sprememb. Med njimi so tako kristalne (teh je večina) kot amorfne modifikacije, vendar se vse med seboj razlikujejo po relativni razporeditvi vodnih molekul in lastnostih. Res je, vse razen poznanega ledu, ki kristalizira v heksagonalnem sistemu, nastaja v eksotičnih razmerah pri zelo nizkih temperaturah in visokih tlakih, ko se spremenijo koti vodikovih vezi v molekuli vode in nastanejo sistemi, ki niso heksagonalni. Takšne razmere so podobne tistim v vesolju in se na Zemlji ne pojavljajo. Na primer, pri temperaturah pod –110 °C se vodna para izloča na kovinsko ploščo v obliki več nanometrov velikih oktaedrov in kock – tako imenovani kubični led. Če je temperatura malo nad –110 °C in je koncentracija hlapov zelo nizka, se na plošči oblikuje plast izjemno gostega amorfnega ledu. Najbolj nenavadna lastnost ledu je neverjetna raznolikost zunanjih manifestacij. Z enako kristalno strukturo je lahko videti popolnoma drugače, v obliki prozornih zrn toče in žledu, kosmičev puhastega snega, goste sijoče skorje ledu ali velikanskih ledeniških gmot.
Snežinka je en sam kristal ledu – vrsta šesterokotnega kristala, ki pa je hitro rasel v neravnovesnih pogojih. Znanstveniki se že stoletja ubadajo s skrivnostjo njihove lepote in neskončne raznolikosti. Življenje snežinke se začne s tvorbo kristalnih ledenih jeder v oblaku vodne pare, ko temperatura pade. Središče kristalizacije so lahko delci prahu, kakršni koli trdni delci ali celo ioni, vsekakor pa imajo ti koščki ledu, veliki manj kot desetinko milimetra, že heksagonalno kristalno mrežo, ki se na površini kondenzira jedra, najprej tvori drobno šesterokotno prizmo, iz šestih vogalov katere začnejo rasti enake ledne iglice, stranski poganjki, ker enaki sta tudi temperatura in vlažnost okoli zarodka. Na njih pa rastejo stranski poganjki vej, kot na drevesu. Takšni kristali se imenujejo dendriti, torej podobni lesu. Med premikanjem gor in dol v oblaku snežinka naleti na pogoje z različnimi temperaturami in koncentracijami vodne pare. Njegova oblika se spreminja in do zadnjega upošteva zakone heksagonalne simetrije. Tako postanejo snežinke drugačne. Do sedaj ni bilo mogoče najti dveh enakih snežink.
Barva ledu je odvisna od njegove starosti in po njej lahko ocenimo njegovo trdnost. Oceanski led je v prvem letu svojega življenja bel, ker je nasičen z zračnimi mehurčki, od sten katerih se svetloba takoj odbija, ne da bi se imela časa absorbirati. Poleti se površina ledu stopi, izgubi trdnost in pod težo novih plasti, ki ležijo na vrhu, se zračni mehurčki skrčijo in popolnoma izginejo. Svetloba znotraj ledu prepotuje daljšo pot kot prej in se pojavi kot modrikasto zelen odtenek. Modri led je starejši, gostejši in močnejši od belega "penečega" ledu, nasičenega z zrakom. Polarni raziskovalci se tega zavedajo in izbirajo zanesljive modre in zelene ledene plošče za svoje plavajoče baze, raziskovalne postaje in ledena letališča. Obstajajo črne ledene gore. Prvo poročilo v tisku o njih se je pojavilo leta 1773. Črno barvo ledenih gora povzroča aktivnost vulkanov - led je prekrit z debelo plastjo vulkanskega prahu, ki ga ne spere niti morska voda. Led ni enako hladen. Tam je zelo hladen led, s temperaturo približno minus 60 stopinj, to je led nekaterih antarktičnih ledenikov. Led grenlandskih ledenikov je veliko toplejši. Njegova temperatura je približno minus 28 stopinj. Zelo "topel led" (s temperaturo okoli 0 stopinj) leži na vrhovih Alp in skandinavskih gora.
Gostota vode je največja pri +4 C in je enaka 1 g/ml; z nižanjem temperature se zmanjšuje. Pri kristalizaciji vode se gostota močno zmanjša, pri ledu je enaka 0,91 g/cm3. Zaradi tega je led lažji od vode in ko rezervoarji zmrznejo, se led nabira na vrhu, na dnu rezervoarjev pa je več goste vode. s temperaturo 4 ̊ C. Slaba toplotna prevodnost ledu in snežna odeja, ki ga pokriva, ščiti rezervoarje pred zmrzovanjem do dna in s tem ustvarja pogoje za življenje prebivalcev rezervoarjev pozimi.
Ledeniki, ledene plošče, permafrost in sezonska snežna odeja pomembno vplivajo na podnebje velikih regij in planeta kot celote: tudi tisti, ki še nikoli niso videli snega, čutijo dih njegovih mas, nabranih na zemeljskih polih, na primer v obliki dolgoročnih nihanj gladine Svetovnega oceana. Led je tako pomemben za podobo našega planeta in udoben habitat živih bitij na njem, da so mu znanstveniki namenili posebno okolje - kriosfero, ki sega svojo domeno visoko v ozračje in globoko v zemeljsko skorjo. Naravni led je običajno veliko čistejši od vode, saj... topnost snovi (razen NH4F) v ledu je izjemno nizka. Skupne zaloge ledu na Zemlji so približno 30 milijonov km 3. Večina ledu je koncentrirana na Antarktiki, kjer debelina njegove plasti doseže 4 km.
Da bi razumeli, zakaj so snežinke videti tako lepe, moramo upoštevati življenjsko zgodovino enega snežnega kristala.
Ledene snežinke v oblaku nastanejo pri -15 stopinjah zaradi prehoda vodne pare v trdno stanje. Osnova za nastanek snežink so majhni prašni delci ali mikroskopski koščki ledu, ki služijo kot jedro za kondenzacijo vodnih molekul na njih. Kristalizacijsko jedro je mesto, kjer se začne nastajanje snežink.
Na rastočo snežinko se na določenih mestih prilepi vedno več molekul vode, ki ji dajejo izrazito šesterokotno obliko. Ključ do zgradbe trdne vode je v zgradbi njene molekule, ki si jo preprosto lahko predstavljamo kot tetraeder – piramido s trikotno osnovo, v kateri sta možna kota le 60° in 120°. V središču je kisik, v dveh točkah je vodik ali natančneje proton, katerega elektroni sodelujejo pri tvorbi kovalentne vezi s kisikom. Dve preostali točki sta zasedeni s pari kisikovih valenčnih elektronov, ki ne sodelujejo pri tvorbi intramolekulskih vezi, zato jih imenujemo osamljeni.
Snežinka je en kristal ledu, variacija na temo šesterokotnega kristala, ki pa je hitro rasel v neravnovesnih pogojih. V nekaterih pogojih ledeni šesterokotniki intenzivno rastejo vzdolž svoje osi, nato pa nastanejo podolgovate snežinke - stebraste snežinke, iglaste snežinke. V drugih pogojih šesterokotniki rastejo pretežno v smereh, pravokotnih na svojo os, nato pa nastanejo snežinke v obliki šesterokotnih plošč ali šesterokotnih zvezd.
Kaplja vode lahko zmrzne na padajočo snežinko, kar ima za posledico nastanek snežink nepravilnih oblik. Splošno prepričanje, da imajo snežinke nujno obliko šesterokotnih zvezd, je zmotno. Oblike snežink se izkažejo za zelo raznolike.
Astronom Johannes Kepler je leta 1611 napisal celotno razpravo "O šesterokotnih snežinkah". Leta 1665 je Robert Hooke z mikroskopom videl in objavil številne risbe snežink različnih oblik. Prvo uspešno fotografijo snežinke pod mikroskopom je leta 1885 posnel ameriški kmet Wilson Bentley. Najbolj znana privrženca Bentleyjeve stvari sta Ukihiro Nakaya in ameriški fizik Kenneth Libbrecht. Nakaya je prvi predlagal, da sta velikost in oblika snežink odvisni od temperature zraka in vsebnosti vlage, in to hipotezo sijajno eksperimentalno potrdil z gojenjem ledenih kristalov različnih oblik v laboratoriju. In Libbrecht v Caltechu je še vedno ves dan zaposlen z gojenjem snežink. Znanstvenik skupaj s fotografinjo Patricio Rasmussen nameravata izdati knjigo, ki bo vključevala najbolj fotogenične snežinke, od katerih jih je nekaj že mogoče videti na njegovi spletni strani SnowCrystals.com. .
Obstaja še ena skrivnost, povezana s strukturo snežinke. V njej skupaj sobivata red in kaos. Odvisno od proizvodnih pogojev mora biti trdna snov v kristalnem (ko so atomi urejeni) ali v amorfnem (ko atomi tvorijo naključno mrežo) stanju. Snežinke imajo šestkotno mrežo, v kateri so atomi kisika razporejeni urejeno in tvorijo pravilne šestkotnike, atomi vodika pa so razporejeni naključno. Povezava med strukturo kristalne mreže in obliko snežinke, ki je desetmilijonkrat večja od molekule vode, pa ni očitna: če bi bile molekule vode pritrjene na kristal v naključnem vrstnem redu, bi bila oblika snežinka bi bila nepravilna. Gre za orientacijo molekul v rešetki in razporeditev prostih vodikovih vezi, kar prispeva k nastanku gladkih robov.
Molekule vodne pare bodo bolj verjetno zapolnile praznine, namesto da bi se oprijele gladkih robov, ker praznine vsebujejo več prostih vodikovih vezi. Posledično dobijo snežinke obliko pravilnih šesterokotnih prizm z gladkimi robovi. Takšne prizme padajo z neba, pri razmeroma nizki zračni vlagi v najrazličnejših temperaturnih pogojih.
Prej ali slej se na robovih pojavijo nepravilnosti. Vsaka tuberkuloza pritegne dodatne molekule in začne rasti. Snežinka dolgo potuje po zraku in možnosti srečanja z novimi molekulami vode v bližini štrlečega tuberkula so nekoliko večje kot na obrazih. Tako žarki zelo hitro rastejo na snežinki. Iz vsake ploskve raste en debel žarek, saj molekule ne prenesejo praznine. Iz gomoljev, ki nastanejo na tem žarku, rastejo veje. Med potovanjem drobne snežinke so vse njene ploskve v enakih razmerah, kar je predpogoj za rast enakih žarkov na vseh šestih ploskvah. V idealnih laboratorijskih pogojih raste vseh šest smeri snežinke simetrično in s podobnimi konfiguracijami. V ozračju je večina snežink nepravilnih kristalov; le nekatere od šestih vej so lahko simetrične.
Dandanes je preučevanje snežink postalo znanost. Leta 1555 je švicarski raziskovalec Mangus naredil skice oblik snežink. Leta 1955 je ruski znanstvenik A. Zamorsky snežinke razdelil na 9 razredov in 48 vrst. To so plošče, igle, zvezde, ježki, stebri, puhovi, manšetni gumbi, prizme, skupinske. Mednarodna komisija za sneg in led je leta 1951 sprejela precej preprosto klasifikacijo ledenih kristalov: ploščice, zvezdasti kristali, stebri ali stebri, iglice, prostorski dendriti, koničasti stebri in nepravilne oblike. In še tri vrste ledenih padavin: drobni snežni kepe, ledene kepe in toča.
Leta 1932 je jedrski fizik Ukihiro Nakaya, profesor na univerzi Hokkaido, začel gojiti umetne snežne kristale, kar je omogočilo sestavljanje prve klasifikacije snežink in ugotavljanje odvisnosti velikosti in oblike teh formacij od temperature in vlažnosti zraka. V mestu Kaga, ki se nahaja na zahodni obali otoka Honshu, je Muzej snega in ledu, ki ga je ustanovil Ukihiro Nakaya, ki zdaj nosi njegovo ime, simbolično zgrajen v obliki treh šesterokotnikov. V muzeju je stroj za izdelavo snežink. Nakaya je med snežinkami identificiral 41 posameznih morfoloških tipov, meteorologa S. Magano in Xu Li pa sta leta 1966 opisala 80 tipov kristalov.
Pod določenimi pogoji, v odsotnosti vetra, se padajoče snežinke lahko sprimejo druga z drugo in tvorijo ogromne snežinke. Spomladi 1944 so na Moskvo padali kosmiči s premerom do 10 centimetrov, podobni vrtinčastim krožnikom. In v Sibiriji so opazili snežne kosmiče s premerom do 30 centimetrov. Največja snežinka je bila zabeležena leta 1887 v Montani v Ameriki. Njen premer je bil 38 cm, debelina pa 20 cm. Ta pojav zahteva popolno mirnost, saj dlje ko snežinke potujejo, bolj se zaletavajo in sprijemajo. Zato pri nizkih temperaturah in močnem vetru snežinke trčijo v zraku, se drobijo in padajo na tla v obliki drobcev - "diamantni prah". Verjetnost, da vidimo velike snežinke, se znatno poveča v bližini vodnih teles: izhlapevanje iz jezer in rezervoarjev je odličen gradbeni material.
Led, ki tvori snežinko, je prozoren, ko pa ga je veliko, nam sončna svetloba, ki se odbije in razprši na številnih ploskvah, daje vtis bele neprozorne gmote - imenujemo jo sneg. Snežinka je bela, ker voda zelo dobro absorbira rdeči in infrardeči del svetlobnega spektra. Zamrznjena voda v veliki meri ohrani lastnosti tekoče vode. Sončna svetloba, ki prehaja skozi plast snega ali ledu, izgubi rdeče in rumene žarke, ki se v njej razpršijo in absorbirajo, svetloba, ki prehaja skozenj, pa je modrozelena, modra ali svetlo modra - odvisno od tega, kako debela je bila plast v pot svetlobe.
PODATKI
Snežinke tvorijo snežno odejo, ki odbije do 90 % sončne svetlobe v vesolje.
V enem kubičnem metru snega je 350 milijonov snežink, po vsej Zemlji pa 10 na 24. potenco.
Teža same snežinke je le približno miligram, redko 2…3. Kljub temu do konca zime masa snežne odeje na severni polobli planeta doseže 13.500 milijard ton.
Mimogrede, sam sneg ni samo bel. V arktičnih in gorskih regijah je rožnat ali celo rdeč sneg pogost. To je posledica alg, ki živijo med kristali. Toda obstajajo primeri, ko je sneg padel z neba že obarvan. Tako je na božični dan leta 1969 na Švedskem padel črn sneg. Najverjetneje gre za saje in industrijsko onesnaženje, absorbirano iz ozračja. Leta 1955 je blizu Dane v Kaliforniji padel fosforescentno zelen sneg, ki je ubil več ljudi in povzročil hude škode tistim, ki so ga poskusili na svojem jeziku. Obstajale so različne različice tega pojava, celo atomski poskusi v Nevadi. Vendar so bili vsi zavrnjeni in izvor zelenega snega je ostal skrivnost.
Svež sneg na mrzel dan vedno spremlja veselo škrtanje pod nogami. To ni nič drugega kot zvok lomljenja kristalov. Snežinke očistijo zrak tudi prahu in hlapov, tako da med sneženjem lahko dihate.
Kandidat tehničnih znanosti V. BELYANIN, vodilni raziskovalec Ruskega raziskovalnega centra "Kurchatov Institute", E. ROMANOVA, študentka MADI (GTU).
Raziskovalci najdejo zlato razmerje v morfološki zgradbi rastlin, ptic, živali in ljudi. Vzorci zlatega razmerja najdemo tudi v organizaciji nežive narave. V tem članku je na podlagi analize molekule vode v različnih agregatnih stanjih postavljena hipoteza, da njena struktura v stanju staljene vode praktično ustreza trikotniku zlatega proporca.
Znanost in življenje // Ilustracije
Toplotna kapaciteta vode doseže najmanjšo vrednost pri temperaturi okoli 37 O Z.
Znanost in življenje // Ilustracije
Ill. 1. Gostota vode se najprej poveča z nižanjem temperature in doseže največ pri 4 O C in začne padati.
Znanost in življenje // Ilustracije
V trenutku taljenja se prostornina svinca v trenutku poveča z 1 na 1,003, prostornina vode pa se nenadoma zmanjša z 1,1 na 1,0.
Znanost in življenje // Ilustracije
Voda ima nenormalno visoko vrelišče in zmrzišče v primerjavi z drugimi triatomskimi vodikovimi spojinami.
Znanost in življenje // Ilustracije
V tekoči vodi so molekule H 2 O se lahko združi v kompleksne formacije - grozde, katerih struktura spominja na led.
Znanost in življenje // Ilustracije
Shematski prikaz molekule vode na ravnini.
Delitev segmenta na skrajno in povprečno razmerje ali zlati delež. Odsek je razdeljen na dva dela, tako da je CB:AC = AC:AB.
"Zlati trikotnik". Njegovo razmerje stranic je OA:AB = OB:AB ≈ 0,618,
Znanost in življenje // Ilustracije
Znanost in življenje // Ilustracije
Znanost in življenje // Ilustracije
Tabela 1.
Tabela 2.
Voda je dobila čarobno moč, da je postala sok življenja na Zemlji.
Leonardo da Vinci
Voda je ena najbolj edinstvenih in skrivnostnih snovi na Zemlji. Narava te snovi še ni povsem razumljena. Navzven se voda zdi precej preprosta, zato je dolgo časa veljala za nedeljiv element. Šele leta 1766 sta G. Cavendish (Anglija) in nato leta 1783 A. Lavoisier (Francija) pokazala, da voda ni preprost kemični element, temveč spojina vodika in kisika v določenem razmerju. Po tem odkritju je kemični element, označen kot H, dobil ime "vodik" (Hydrogen - iz grškega hidro geni), kar lahko razlagamo kot "ustvarjanje vode".
Nadaljnje raziskave so pokazale, da se za preprosto kemijsko formulo H 2 O skriva snov z edinstveno strukturo in nič manj edinstvenimi lastnostmi. Raziskovalci, ki že več kot dve stoletji poskušajo odkriti skrivnosti vode, so pogosto zašli v slepo ulico. Že zdaj znanstveniki razumejo, da je voda še vedno težak predmet za raziskovanje; njene lastnosti še vedno niso povsem predvidljive.
Skrivnostna čarovnija vode. Zakaj ima tekoča voda nenavadne lastnosti? Tradicionalni odgovor bi lahko bil: zaradi lastnosti atomov kisika in vodika, zaradi njihove strukturne razporeditve v molekuli, zaradi določenega obnašanja elektronov v molekuli itd.
Kakšne so torej skrivnostne, nenavadne lastnosti poznane tekoče vode? Prvič, dejstvo je, da so skoraj vse lastnosti vode nenormalne in mnoge od njih ne sledijo logiki tistih zakonov fizike, ki vladajo drugim snovem. Naj na kratko omenimo tiste izmed njih, ki določajo obstoj življenja na Zemlji.
Najprej o treh značilnostih toplotnih lastnosti vode.
Prva značilnost: voda je edina snov na Zemlji (razen živega srebra), pri kateri je odvisnost specifične toplotne kapacitete od temperature minimalna.
Ker ima specifična toplota vode minimalno okoli 37 o C, je normalna temperatura človeškega telesa, ki ga dve tretjini sestavlja voda, v temperaturnem območju 36-38 o C (notranji organi imajo višja temperatura od zunanjih).
Druga značilnost: toplotna kapaciteta vode je nenormalno visoka. Za segrevanje določene količine le-te za eno stopinjo je potrebno porabiti več energije kot pri segrevanju drugih tekočin - vsaj dvakrat več kot pri preprostih snoveh. Posledica tega je edinstvena sposobnost vode, da zadržuje toploto. Velika večina drugih snovi te lastnosti nima. Ta izjemna lastnost vode pomaga ohranjati človekovo normalno telesno temperaturo na isti ravni tako v vročem dnevu kot v hladni noči.
Tako ima voda prevladujočo vlogo v procesih uravnavanja izmenjave toplote pri človeku in mu omogoča ohranjanje udobnega stanja z minimalnimi stroški energije. Pri normalni telesni temperaturi je človek v najugodnejšem energijskem stanju.
Tudi temperatura drugih toplokrvnih sesalcev (32-39 o C) dobro korelira s temperaturo minimalne specifične toplotne kapacitete vode.
Tretja značilnost: voda ima visoko specifično toploto taljenja, kar pomeni, da je zelo težko zamrzniti vodo in stopiti led. Zahvaljujoč temu je podnebje na Zemlji kot celoti precej stabilno in blago.
Vse tri značilnosti toplotnih lastnosti vode omogočajo človeku optimalen obstoj v ugodnem okolju.
Obstajajo tudi posebnosti v obnašanju volumna vode. Gostota večine snovi – tekočin, kristalov in plinov – se pri segrevanju zmanjšuje in pri ohlajanju narašča, vse do procesa kristalizacije ali kondenzacije. Gostota vode se pri ohlajanju s 100 na 4 o C (natančneje na 3,98 o C) poveča, tako kot pri veliki večini tekočin. Ko pa doseže največjo vrednost pri temperaturi 4 o C, začne gostota z nadaljnjim ohlajanjem vode upadati. Z drugimi besedami, največja gostota vode se pojavi pri temperaturi 4 o C (ena od edinstvenih anomalij vode), in ne pri zmrzišču 0 o C.
Zmrzovanje vode spremlja nenadno(!) zmanjšanje gostote za več kot 8%, medtem ko pri večini drugih snovi proces kristalizacije spremlja povečanje gostote. V zvezi s tem led (trdna voda) zavzema večjo prostornino kot tekoča voda in ostane na njeni površini.
To nenavadno obnašanje gostote vode je izjemno pomembno za ohranjanje življenja na Zemlji.
Led, ki pokriva vodo od zgoraj, igra v naravi vlogo neke vrste plavajoče odeje, ki ščiti reke in rezervoarje pred nadaljnjim zmrzovanjem in ohranja življenje v podvodnem svetu. Če bi se gostota vode ob zmrzovanju povečala, bi bil led težji od vode in bi se začel pogrezati, kar bi povzročilo smrt vseh živih bitij v rekah, jezerih in oceanih, ki bi popolnoma zamrznili in se spremenili v ledene bloke. , Zemlja pa bi postala ledena puščava, kar bi neizogibno povzročilo smrt vseh živih bitij.
Naj omenimo še nekaj lastnosti vode.
Navzven je voda gibljiva in upogljiva ter jo je mogoče zapreti v vsako posodo. Vendar pa voda, ki prodre v razpoke v kamninah in se pri zmrzovanju razširi, razcepi kamnine katere koli trdote, ki postopoma razpadejo na manjše in manjše delce. Tako se začne vračanje fosiliziranih kamnin v življenjski krog: na poljih zmrzovanje površinskih plasti zemlje z njenimi organskimi sestavinami pomaga pri nastanku rodovitne prsti.
Proces vključevanja trdnih snovi v veliki krogotok žive narave pospešuje čudežna lastnost vode, da jih raztaplja. Voda z raztopljenimi sestavinami trdnih snovi postane hranilni medij in dobavitelj mikroelementov, potrebnih za življenje rastlin, živali in ljudi.
Voda izkazuje lastnosti univerzalnega topila močneje kot druge tekočine. Če mu damo dovolj časa, lahko raztopi skoraj vsako trdno snov. Prav zaradi edinstvene sposobnosti raztapljanja vode še nikomur ni uspelo pridobiti kemično čiste vode – v njej je vedno raztopljen material iz posode. Voda je nujno potrebna za vse ključne sisteme za vzdrževanje človekovega življenja. Najdemo ga v človeški krvi (79 %) in pospešuje transport raztopljenih tisočerih snovi, ki so potrebne za življenje skozi krvožilni sistem. Voda je vsebovana v limfi (96%), ki prenaša hranila iz črevesja v tkiva živega organizma (glej tabelo 1).
Naštete lastnosti in posebna vloga vode pri zagotavljanju življenja na Zemlji ne morejo pustiti ravnodušnega nobenega vedoželjnega uma, četudi verjame v srečna naključja. »Začetek vsega je voda,« je pravilno ugotavljal Thales iz Mileta v 6. stoletju pr.
Tekoči čudež. Nehajmo naštevati nenavadne, a vitalne lastnosti vode, ki jih je še ducat, in usmerimo pozornost na skrivnosti nenavadne zgradbe njene molekule. Prav analiza zgradbe molekule vode nam omogoča razumevanje njene ekskluzivnosti v živi in neživi naravi. Torej pot do resnice poteka skozi strukturo ene same molekule vode.
Najprej omenimo, da je molekula vode najmanjša med podobnimi triatomskimi molekulami (v primerjavi s homologi, to je vodikovimi spojinami, kot so H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, katerih lastnosti voda se tradicionalno primerja). V normalnih pogojih takšne molekule tvorijo pline, molekule vode pa tekočino. Zakaj?
Kaotična skupnost plinastih molekul vode med kondenzacijo, torej med nastajanjem tekoče faze, tvori tekočo snov neverjetne kompleksnosti. To je predvsem posledica dejstva, da imajo molekule vode edinstveno lastnost združevanja v grozde (skupine) (H 2 O) x. Grozd običajno razumemo kot skupino atomov ali molekul, ki jih fizična interakcija združuje v en sam ansambel, vendar znotraj njega ohranja individualno obnašanje. Možnosti neposrednega opazovanja grozdov so omejene, zato eksperimentatorji pomanjkljivosti strojne opreme kompenzirajo z intuicijo in teoretičnimi konstrukti.
Pri sobni temperaturi stopnja asociacije X za vodo je po sodobnih podatkih od 3 do 6. To pomeni, da formula vode ni samo H 2 O, temveč povprečje med H 6 O 3 in H 12 O 6. Z drugimi besedami, voda je kompleksna tekočina, "sestavljena" iz ponavljajočih se skupin, ki vsebujejo tri do šest posameznih molekul. Posledično ima voda nenormalne vrednosti zmrzovanja in vrelišča v primerjavi s svojimi homologi. Če je voda v skladu s splošnimi pravili, bi morala zmrzniti pri temperaturi okoli -100 o C in vreti pri temperaturi okoli +10 o C.
Če bi voda med izhlapevanjem ostala v obliki H 6 O 3, H 8 O 4 ali H 12 O 6, bi bila vodna para veliko težja od zraka, v katerem prevladujejo molekule dušika in kisika. V tem primeru bi bilo površje celotne Zemlje prekrito z večno plastjo megle. Skoraj nemogoče si je predstavljati življenje na takšnem planetu.
Ljudje imamo veliko srečo: vodni grozdi med izhlapevanjem razpadejo in voda se praktično spremeni v preprost plin s kemijsko formulo H 2 O (majhna količina dimerov H 4 O 2, ki so jih nedavno odkrili v pari, ne naredi razlike). Gostota plinaste vode je manjša od gostote zraka, zato je voda sposobna nasičiti zemeljsko atmosfero s svojimi molekulami in ustvariti vremenske razmere, ki so ugodne za človeka.
Na Zemlji ni nobene druge snovi, ki bi bila obdarjena s sposobnostjo, da je tekočina pri temperaturah človeškega obstoja in hkrati tvori plin, ne le lažji od zraka, ampak se lahko tudi vrne na njegovo površino v obliki padavin. .
Neverjetna geometrija. Torej, kaj je najmanjša triatomska molekula? Molekula vode ima simetrično obliko V, ker sta dva majhna atoma vodika na eni strani relativno velikega atoma kisika. To močno razlikuje molekulo vode od linearnih molekul, na primer H 2 Be, v katerih so vsi atomi razvrščeni v verigo. Prav ta čudna razporeditev atomov v molekuli vode ji omogoča številne nenavadne lastnosti.
Če natančno preučite geometrijske parametre molekule vode, boste v njej našli določeno harmonijo. Da bi ga videli, sestavimo enakokraki trikotnik H-O-H s protoni na dnu in kisikom na vrhu. Takšen trikotnik shematično kopira strukturo molekule vode, katere projekcija na ravnino je običajno prikazana na sliki.
Dolžine strani tega trikotnika in vezni kot med dvema O-H vezema se spreminjata s spremembami agregatnega stanja vode. Predstavimo te parametre (glej tabelo 2).
Komentirajmo podatke, ki označujejo različna stanja vode.
Parametre molekule vode v parnem stanju smo dobili na podlagi obdelave njenih absorpcijskih spektrov. Rezultati so bili večkrat izboljšani, vendar so v bistvu dolžine vezi in vezni kot v molekuli vode v stanju pare pravilno ocenjeni.
Kristalna struktura ledu pri normalnem tlaku je precej ohlapna z bizarno mrežo povezav med molekulami vode. Shematsko lahko kristalno mrežo navadnega ledu sestavimo iz atomov kisika, od katerih vsak skupaj s sosednjimi atomi sodeluje v štirih vodikovih vezeh, usmerjenih približno na oglišča pravilnega tetraedra.
Naj spomnimo, da je vodikova vez vez med atomi v eni molekuli ali med sosednjimi molekulami, ki nastane preko atoma vodika. Vodikova vez ima izjemno pomembno vlogo v strukturi ne le vode, ampak tudi večine bioloških molekul – ogljikovih hidratov, beljakovin, nukleinskih kislin itd.
Če je kristalni led dobro urejen v kisiku, tega ne moremo reči za vodik: obstaja močna motnja v razporeditvi vodikovih ionov (protonov). Njihov položaj ni jasno definiran, zato se led lahko šteje za neurejen v vodiku.
Led ima veliko neverjetnih lastnosti, od katerih bomo omenili dve.
Prvič, vedno je kemično zelo čist. V strukturi ledu praktično ni nečistoč: pri zmrzovanju se iztisnejo v tekočino. Zato so snežinke vedno bele, kosmi ledu na površini umazane luže pa so skoraj prozorni. Na splošno si vsak rastoči kristal prizadeva ustvariti idealno kristalno mrežo in izpodriva tuje snovi. Toda v planetarnem merilu ima izjemen pojav zmrzovanja in odmrzovanja vode vlogo gigantskega procesa čiščenja – voda na Zemlji se nenehno čisti.
Drugič, led in še posebej sneg imata zelo visoko odbojnost. Zaradi tega sončno sevanje ne povzroča opaznega segrevanja polarnih območij, posledično pa je naš planet prizanešen pred sezonskimi poplavami in dvigom morske gladine.
Eksperimentalno določanje parametrov posamezne molekule vode v tekoči fazi se še vedno srečuje z nepremostljivimi težavami, saj je tekoča voda mešanica strukturnih elementov, torej različnih skupkov, ki so med seboj v dinamičnem ravnovesju. Še vedno ni popolne jasnosti glede njihovih interakcij in takšne mešanice je nemogoče ločiti na posamezne komponente: "preprosta" tekočina H 2 O se ne mudi, da bi razkrila svoje notranje skrivnosti.
Vrnimo se k sliki, ki oriše strukturo vodne molekule. Ima simetrijo, ki ima temeljno vlogo pri poskusih celovite razlage fizičnega sveta, in asimetrijo, ki daje tej molekuli možnost gibanja in njeno povezavo z zlatim rezom. Zato se na kratko spomnimo, kaj se v matematiki imenuje zlati delež.
zlata sredina. Ta koncept se pojavi pri reševanju geometrijskega problema iskanja na segmentu AB taka točka Z, tako da relacija velja SV:AC = AC:AB.
Rešitev tega problema vodi do odnosa SV:AC= (-1+√5)/2, ki se imenuje zlati delež, in pripadajoča geometrijska razdelitev odseka AB pika Z imenujemo zlati rez. Če vzamemo celoten segment kot eno, potem AC= 0,618033 ... in SV = 0,381966....
Čas je pokazal, da zlati delež uteleša popolno in harmonično razmerje dveh količin. V geometrijski interpretaciji ima za posledico sorazmerno in privlačno razmerje med dvema neenakima segmentoma.
Raziskovalci zlatega razmerja so od pradavnine do danes vedno občudovali in še občudujejo njegove lastnosti, ki se kažejo v strukturi različnih elementov fizičnega in biološkega sveta. Zlati delež najdemo povsod, kjer se upoštevajo načela harmonije.
Kaj ima zlati rez skupnega z molekulo vode? Za odgovor na to vprašanje razmislite o dvodimenzionalni sliki zlatega reza v obliki trikotnika.
V razmerju zlatega trikotnika OA:AB = OB:AB približno enako 0,618, kot α = 108,0 o. Za led je razmerje med dolžinami vezi O-H in H-H 0,100:0,163 = 0,613 in kot α = 109,5 o, za paro - 0,631 oziroma 104,5 o. Preprosto je nemogoče ne prepoznati prototipa strukture vodne molekule v zlatem trikotniku! Presenetljivo je, da je bilo doslej tako malo pozornosti posvečeno možnosti takšne interpretacije njegove strukture.
In res, postavitev v trikotnik AOB do točk A in IN atomi vodika, v točki O pa atom kisika, dobimo v prvem približku tekočo molekulo vode, zgrajeno na podlagi zlatega razmerja. Takšna eleganca molekule fascinira in navdušuje. Torej vloge molekule vode v naravi in življenju ni mogoče pravilno oceniti brez upoštevanja lepote njene oblike.
Izjemna harmonija. Prepričajmo se, da je tekoča molekula vode edina triatomna snov, ki ima razmerja, značilna za zlati delež.
V triatomskih homolognih molekulah, ki so po kemični sestavi podobne molekuli vode (H 2 S, H 2 Se in H 2 Te), je vezni kot približno 90 o. Na primer, molekula H 2 S ima naslednje geometrijske parametre:
Dolžina S-H vezi, nm........................ 0,1345
Dolžina H-H vezi, nm........................ 0,1938
vezni kot Н-S-Н, deg.............. 92.2
Razmerje med dolžinami vezi S-H in H-H je 0,694, kar je daleč od zlatega reza. Kvantno kemijski izračuni kažejo, da če bi bila voda podobna njej sorodnim snovem, bi moral biti vezni kot njene molekule približno enak kot pri H 2 S ali večji za največ 5 o.
Toda voda, kot se izkaže, ne mara podobnosti; vedno je junak drugega romana. Če bi bil vezni kot vode reda velikosti 90-95 o, bi morali pozabiti na zlati rez in bi se voda znašla v isti skupnosti z drugimi vodikovimi spojinami.
Toda voda je edinstvena, njena molekula ima praktično preverjene estetske lastnosti, zato je treba njene lastnosti včasih interpretirati, preseči tradicionalno znanstveno paradigmo. In potem je nekatere skrivnosti vode mogoče razložiti s tako "neznanstvenim" konceptom, kot je harmonija.
Zgornjemu razmišljanju lahko ugovarjamo: eksperimentalne meritve geometrijskih parametrov molekule vode imajo določeno napako, zato razmerje zlatega sorazmerja morda ni dosledno izpolnjeno. Toda tudi če bi v eksperimentalne meritve vnesli še večjo napako, bo molekula vode še vedno ostala edina triatomska snov, ki ima tako rekoč »zlate« harmonične proporce.
V zvezi s tem bodimo pozorni na skrivnost odtaljene vode, ki ima po razširjenem prepričanju drugačen fiziološki učinek kot navadna voda.
Neverjetna stopljena voda. Rodi se, ko se led stopi in vzdržuje temperaturo 0 o C, dokler se ves led ne stopi. Specifičnost medmolekularnih interakcij, značilnih za strukturo ledu, se ohrani tudi v talilni vodi, saj se pri taljenju kristala uniči le 15% vseh vodikovih vezi. Zato je inherentna povezava med vsako molekulo vode in štirimi sosednjimi molekulami v ledu (»vrstni red kratkega dosega«) večinoma nemotena, čeprav je opaziti večjo zamegljenost kisikove okvirne mreže.
Tako se stopljena voda od navadne razlikuje po številčnosti večmolekularnih grozdov, v katerih se nekaj časa ohranijo ohlapne strukture, podobne ledu. Ko se ves led stopi, se temperatura vode dvigne in vodikove vezi znotraj grozdov se ne upirajo več naraščajočim toplotnim nihanjem atomov. Velikosti grozdov se spremenijo, zato se začnejo spreminjati lastnosti taline: dielektrična konstanta pride v ravnotežno stanje po 15-20 minutah, viskoznost - po 3-6 dneh. Biološka aktivnost taline se po nekaterih podatkih zmanjša v približno 12-16 urah, po drugih - v enem dnevu.
Torej se fizikalno-kemijske lastnosti staljene vode sčasoma spontano spremenijo in se približajo lastnostim običajne vode: postopoma "pozabi", da je bila pred kratkim led.
Led in para sta različni agregatni stanji vode, zato je logično domnevati, da je v tekoči vmesni fazi vezni kot posamezne molekule vode v območju med vrednostmi v trdni fazi in v pari. V ledenem kristalu je vezni kot molekule vode blizu 109,5 o. Ko se led tali, medmolekularne vodikove vezi oslabijo, razdalja H-H se nekoliko skrajša in vezni kot se zmanjša. Ko se tekoča voda segreje, postane struktura grozda neurejena in ta kot se še naprej zmanjšuje. V parnem stanju je vezni kot molekule vode že 104,5 o.
To pomeni, da ima lahko vezni kot za običajno tekočo vodo neko povprečno vrednost med 109,5 in 104,5 o, to je približno 107,0 o. Ker pa je stopljena voda po svoji notranji strukturi blizu ledu, bi moral biti vezni kot njene molekule bližje 109,5 o, najverjetneje približno 108,0 o.
Zgornje lahko formuliramo v obliki hipoteze: zaradi dejstva, da je stopljena voda veliko bolj strukturirana kot navadna voda, ima njena molekula najverjetneje strukturo, ki je čim bližja harmoničnemu trikotniku zlatega razmerja z veznim kotom. blizu 108 o in z razmerjem dolžin vezi približno 0,618-0,619.
Avtorji nimajo eksperimentalne potrditve te hipoteze, niti nobene teorije, ki bi jo utemeljila. Na teh straneh je izraženo le ugibanje, ki mu je seveda mogoče oporekati.
Skrivnostna moč staljene vode. Človek že od nekdaj pozna neverjetne lastnosti staljene vode. Že dolgo je bilo ugotovljeno, da je ob talečih se izvirih rastlinstvo alpskih travnikov vedno bolj bujno, življenje pa živahno cveti ob robu talečega se ledu v arktičnih morjih. Namakanje s talilno vodo poveča pridelek in pospeši kalitev semen. Pri pitju staljene vode se v živinoreji stalno povečuje povečanje telesne mase in pospešuje razvoj piščancev. Znano je, s kakšnim pohlepom živali spomladi pijejo talino, ptice pa se dobesedno kopajo v prvih lužah staljenega snega.
Taljena voda je za razliko od navadne vode po strukturi zelo podobna tekočini, ki jo vsebujejo celice rastlin in živih organizmov. Zato je "ledena" struktura staljene vode, v kateri so molekule združene v odprte grozde, bolj primerna za človeka. Ta edinstvena lastnost staljene vode prispeva k njeni enostavni absorpciji v telesu; je biološko aktivna. Zato sta zelenjava in sadje tako koristna - telesu dovajata vodo, ki ima podobno strukturo.
Pri pitju stopljene vode se telo napolni z najbolj harmonično snovjo na Zemlji. Izboljšuje presnovo in pospešuje prekrvavitev, zmanjšuje količino holesterola v krvi in blaži bolečine v srcu, povečuje prilagoditvene sposobnosti telesa in pomaga podaljševati življenje. Požirek čiste staljene vode tonizira bolje kot pasteriziran sok, napolni z energijo, močjo in lahkotnostjo.
Eden od avtorjev tega dela nenehno pije stopljeno vodo s plavajočimi ledenimi ploščami in meni, da se zato v treh letih nikoli ni prehladil. Taljena voda osveži in pomladi kožo, ki ne potrebuje več krem in losjonov.
Teoretična študija lastnosti taline je še vedno na ravni hipotez. Splošno sprejetega mnenja o razlogih, ki pri uporabi povzročajo nenavadne učinke, ni. Obstajajo določene težave z dokazno stranjo biološke aktivnosti staljene vode. Raziskave v tej smeri včasih povzročijo burne razprave. Kompleksnost problema, pomanjkanje jasnosti - vse to ne bi smelo prestrašiti, ampak pritegniti in prispevati k nastanku novih idej, hipotez in teorij. To je pogosto trnova pot znanstvenega razvoja.
Naj poudarimo: zgornja hipoteza se ne pretvarja, da bi razvozlala uganko taline. Omogoča vam le, da presežete tradicionalno razmišljanje in pogledate na medsebojno ljubezen do življenja in vode z nenavadne plati – s strani harmonije in lepote, s strani posebnih lastnosti staljene vode, njeni elegantni molekuli pa dodate lastnosti, ki druge molekule nimajo.
LITERATURA
Auerbach F. Sedem anomalij vode. - Sankt Peterburg, 1919.
Gabuda S.P. Vezana voda. Dejstva in hipoteze. - Novosibirsk: Znanost, 1982.
Zatsepina G. N. Fizikalne lastnosti in struktura vode. - M.: MSU, 1998.
Sinyukov V.V. Voda znana in neznana. - M.: Znanje, 1987.
Belyanin V.S., Romanova E. Zlati delež. Nov pogled // Znanost in življenje, 2003, št. 6.
Voda: struktura, stanje, solvatizacija. Dosežki zadnjih let. - M.: Nauka, 2003.
Napisi za ilustracije
Ill. 1. Gostota ledu je skoraj 10 % manjša od gostote vode, specifična prostornina pa je za toliko večja. Zato led plava in voda, ki zmrzne v skalnih razpokah, jih razcepi.
