Правила игры на льду

Принципы, регулирующие сцепление во льду

В химии, правила льда являются основными принципами, которые управляют расположением атомов в водном льду . Они также известны как правила Бернала-Фаулера , в честь британских физиков Джона Десмонда Бернала и Ральфа Х. Фаулера , которые впервые описали их в 1933 году. ^[1]

Правила гласят, что каждый атом кислорода ковалентно связан с двумя атомами водорода , и что атом кислорода в каждой молекуле воды образует две водородные связи с другими молекулами воды, так что между каждой парой атомов кислорода находится ровно один водород. ^[2]

Другими словами, в обычном льду I h каждый кислород связан в общей сложности с четырьмя водородами, две из этих связей сильные, а две из них намного слабее. Каждый водород связан с двумя кислородами, сильно с одним и слабо с другим. Результирующая конфигурация геометрически представляет собой периодическую решетку. Распределение связей на этой решетке представлено направленным графом (стрелки) и может быть как упорядоченным, так и неупорядоченным. В 1935 году Лайнус Полинг использовал правила льда для расчета остаточной энтропии (энтропии при нулевой температуре) льда I _h . ^[3] По этой (и другим) причинам правила иногда неправильно приписывают и называют «правилами льда Полинга» (не путать с правилами Полинга для ионных кристаллов).

Хороший рисунок получившейся структуры можно найти в Hamann. ^[4]

Смотрите также

• Модель ледяного типа
• дефект Бьеррума

Ссылки

1. Бернал, Дж. Д.; Фаулер, Р. Х. (1 января 1933 г.). «Теория воды и ионных растворов с особым упором на водород и гидроксильные ионы». Журнал химической физики . 1 (8): 515. Bibcode : 1933JChPh...1..515B. doi : 10.1063/1.1749327 . Получено 13 апреля 2012 г.
2. см. Singer, S.; Kuo, JL; Hirsch, T.; Knight, C.; Ojamäe, L.; Klein, M. (2005). "Топология водородных связей и фазовые переходы упорядочения водорода в льду VII/VIII и льду Ih/XI" (PDF) . Physical Review Letters . 94 (13). Bibcode :2005PhRvL..94m5701S. doi :10.1103/PhysRevLett.94.135701. hdl : 1811/48120 .
3. Полинг, Лайнус (1 декабря 1935 г.). «Структура и энтропия льда и других кристаллов с некоторой случайностью атомного расположения». Журнал Американского химического общества . 57 (12): 2680–2684. doi :10.1021/ja01315a102.
4. Хаманн, DR (1997). "Водородная связь H_{2}O в теории функционала плотности". Physical Review B. 55 ( 16): R10157. Bibcode : 1997PhRvB..5510157H. doi : 10.1103/PhysRevB.55.R10157.рис.1

Внешние ссылки

• Правила Бернала-Фаулера в Словаре метеорологии. [1]
• Экспозиция Криса Уилсона и Бретта Мармо. [2]
• Чаплин, Мартин (15 ноября 2016 г.). «The „leed rules“». Структура воды и наука . Лондонский университет Саут-Бэнк , Департамент прикладных наук . Получено 26 марта 2017 г.