Փոքրիկ սառցե բյուրեղն այսպես է կոչվում: Մոլեկուլների նվազագույն քանակը. Ընդունման նշաններն ու ախտանիշները
Օ.Վ.Մոսին, Ի.Իգնատով (Բուլղարիա)
անոտացիա Սառույցի կարևորությունը մեր մոլորակի վրա կյանքի պահպանման գործում չի կարելի թերագնահատել: Սառույցը մեծ ազդեցություն ունի բույսերի և կենդանիների կենսապայմանների և կյանքի վրա տարբեր տեսակներմարդու տնտեսական գործունեությունը. Ծածկելով ջուրը՝ սառույցը, իր ցածր խտության պատճառով, բնության մեջ լողացող էկրանի դեր է խաղում՝ պաշտպանելով գետերն ու ջրամբարները հետագա սառցակալումից և պահպանելով ստորջրյա բնակիչների կյանքը։ Սառույցի օգտագործումը տարբեր նպատակներով (ձյան պահպանում, սառույցի անցումների և իզոթերմային պահեստների կազմակերպում, պահեստարանների և հանքերի սառույցի տեղադրում) հիդրոօդերևութաբանական և ինժեներական գիտությունների մի շարք բաժինների թեմա է, ինչպիսիք են սառցե տեխնոլոգիան, ձյան տեխնոլոգիան, ճարտարագիտությունը: հավերժական սառույցի, ինչպես նաև սառույցի հետախուզման, սառցահատ տրանսպորտի և ձյուն մաքրող մեքենաների հատուկ ծառայությունների գործունեությունը: Բնական սառույցը օգտագործվում է սննդամթերքի, կենսաբանական և բժշկական ապրանքների պահպանման և հովացման համար, որոնց համար այն արտադրվում և հավաքվում է հատուկ, իսկ սառույցի հալոցքով պատրաստված հալված ջուրը օգտագործվում է ժողովրդական բժշկության մեջ՝ նյութափոխանակությունը բարձրացնելու և օրգանիզմից տոքսինները հեռացնելու համար։ Հոդվածում ընթերցողին ներկայացվում են սառույցի նոր քիչ հայտնի հատկություններն ու փոփոխությունները:
Սառույցը ջրի բյուրեղային ձև է, որը, ըստ վերջին տվյալների, ունի տասնչորս կառուցվածքային փոփոխություն։ Դրանց թվում կան ինչպես բյուրեղային (բնական սառույց), այնպես էլ ամորֆ (խորանարդ սառույց) և մետակայուն փոփոխություններ, որոնք միմյանցից տարբերվում են ջրի մոլեկուլների փոխադարձ դասավորությամբ և ֆիզիկական հատկություններով, որոնք կապված են ջրածնային կապերով, որոնք կազմում են սառույցի բյուրեղային ցանցը: Բոլորը, բացի սովորականից բնական սառույց I h, բյուրեղանալով վեցանկյուն ցանցում, ձևավորվում են էկզոտիկ պայմաններում՝ չոր սառույցի և հեղուկ ազոտի շատ ցածր ջերմաստիճանի և հազարավոր մթնոլորտների բարձր ճնշման դեպքում, երբ ջրի մոլեկուլում ջրածնային կապերի անկյունները փոխվում են և բյուրեղային համակարգերը, բացի վեցանկյունից։ ձևավորվում են. Նման պայմանները հիշեցնում են տիեզերական պայմանները և չեն հանդիպում Երկրի վրա:
Բնության մեջ սառույցը ներկայացված է հիմնականում մեկ բյուրեղային տարատեսակով, որը բյուրեղանում է վեցանկյուն վանդակի մեջ, որը հիշեցնում է ադամանդի կառուցվածքը, որտեղ յուրաքանչյուր ջրի մոլեկուլ շրջապատված է իրեն ամենամոտ չորս մոլեկուլներով, որոնք գտնվում են նրանից հավասար հեռավորության վրա, որը հավասար է 2,76 անգստրոմի և գտնվում է: կանոնավոր քառանիստի գագաթներում: Ցածր կոորդինացիոն թվի պատճառով սառույցի կառուցվածքը ցանց է, որն ազդում է նրա ցածր խտության վրա, որը կազմում է 0,931 գ/սմ 3:
Սառույցի ամենաարտասովոր հատկությունը արտաքին դրսեւորումների զարմանալի բազմազանությունն է։ Նույն բյուրեղային կառուցվածքով այն կարող է բոլորովին այլ տեսք ունենալ՝ ունենալով թափանցիկ կարկտաքարերի և սառցալեզուների, փափկամազ ձյան փաթիլների, սառույցի խիտ փայլուն կեղևի կամ հսկա սառցադաշտերի տեսք։ Սառույցը բնության մեջ առաջանում է մայրցամաքային, լողացող և ստորգետնյա սառույց, ինչպես նաև ձյան և ցրտահարության տեսքով։ Տարածված է մարդու բնակության բոլոր ոլորտներում։ Հավաքվելով մեծ քանակությամբ՝ ձյունը և սառույցը ձևավորում են հատուկ կառուցվածքներ՝ սկզբունքորեն տարբեր հատկություններով, քան առանձին բյուրեղները կամ ձյան փաթիլները: Բնական սառույցը ձևավորվում է հիմնականում նստվածքային-մետամորֆիկ ծագման սառույցից, որն առաջացել է պինդ մթնոլորտային տեղումներից՝ հետագա խտացման և վերաբյուրեղացման արդյունքում։ Բնական սառույցի բնորոշ հատկանիշը հատիկավորությունն ու շերտավորությունն է: Հատիկավորությունը պայմանավորված է վերաբյուրեղացման գործընթացներով. Սառցադաշտային սառույցի յուրաքանչյուր հատիկ անկանոն ձևի բյուրեղ է, որը սերտորեն հարում է սառցե զանգվածի մյուս բյուրեղներին այնպես, որ մի բյուրեղի ելուստները սերտորեն տեղավորվում են մյուսի խորշերում: Նման սառույցը կոչվում է բազմաբյուրեղ: Դրանում յուրաքանչյուր սառցե բյուրեղ իրենից ներկայացնում է բազալ հարթությունում միմյանց համընկնող ամենաբարակ տերևների շերտը՝ բյուրեղի օպտիկական առանցքի ուղղությանը ուղղահայաց։
Երկրի վրա սառույցի ընդհանուր պաշարները գնահատվում են մոտ 30 միլիոն տոննա: կմ 3(Աղյուսակ 1): Սառույցի մեծ մասը կենտրոնացած է Անտարկտիդայում, որտեղ նրա շերտի հաստությունը հասնում է 4-ի կմ.Կան նաև վկայություններ Արեգակնային համակարգի մոլորակների և գիսաստղերի վրա սառույցի առկայության մասին։ Սառույցը այնքան կարևոր է մեր մոլորակի կլիմայի և դրա վրա կենդանի էակների բնակության համար, որ գիտնականները սառույցի համար հատուկ միջավայր են նշանակել՝ կրիոսֆերան, որի սահմանները տարածվում են բարձր դեպի մթնոլորտ և երկրակեղևի խորքերը:
Ներդիր մեկ. Սառույցի քանակը, բաշխումը և կյանքի տևողությունը:
- Սառույցի տեսակը; Քաշը; Բաշխման տարածք; Միջին կոնցենտրացիան, գ/սմ2; Քաշի ավելացման արագություն, գ/տարի; Կյանքի միջին ժամանակը, տարին
- Գ; %; միլիոն կմ2; %
- Սառցադաշտեր; 2.4 1022; 98,95; 16.1; 10,9 սուշի; 1,48 105; 2.5 1018; 9580 թ
- ստորգետնյա սառույց; 2 1020; 0,83; 21; 14.1 սուշի; 9,52 103; 6 1018; 30-75 թթ
- ծովային սառույց; 3.5 1019; 0,14; 26; 7.2 օվկիանոսներ; 1.34 102; 3.3 1019; 1.05
- Ձյան ծածկույթ; 1.0 1019; 0,04; 72,4; 14.2 Երկրներ; 14,5; 2 1019; 0,3-0,5
- այսբերգներ; 7.6 1018; 0,03; 63,5; 18.7 օվկիանոս; 14.3; 1.9 1018; 4.07
- մթնոլորտային սառույց; 1.7 1018; 0,01; 510.1; 100 Երկիր; 3.3 10-1; 3.9 1020; 4 10-3
Սառցե բյուրեղները յուրահատուկ են իրենց ձևով և համամասնություններով: Ցանկացած աճող բնական բյուրեղ, ներառյալ սառույցի բյուրեղը, միշտ ձգտում է ստեղծել իդեալական, կանոնավոր բյուրեղյա վանդակ, քանի որ դա ձեռնտու է իր ներքին էներգիայի նվազագույնի տեսանկյունից: Ցանկացած աղտոտվածություն, ինչպես հայտնի է, խեղաթյուրում է բյուրեղի ձևը, հետևաբար, ջրի բյուրեղացման ժամանակ ջրի մոլեկուլները նախևառաջ ներկառուցվում են ցանցի մեջ, իսկ օտար ատոմները և կեղտերի մոլեկուլները տեղափոխվում են հեղուկ: Եվ միայն այն ժամանակ, երբ կեղտերը գնալու տեղ չունեն, սառցե բյուրեղը սկսում է դրանք ներդնել իր կառուցվածքի մեջ կամ թողնում դրանք խոռոչ պարկուճների տեսքով՝ կենտրոնացված չսառչող հեղուկով՝ աղաջրով: Հետևաբար, ծովի սառույցը թարմ է և նույնիսկ ամենակեղտոտ ջրային մարմինները ծածկված են թափանցիկ և մաքուր սառույց. Երբ սառույցը հալվում է, այն կեղտը տեղափոխում է աղաջրի մեջ: Մոլորակային մասշտաբով ջրի սառեցման և հալման երևույթը ջրի գոլորշիացման և խտացման հետ մեկտեղ խաղում է հսկա մաքրման գործընթացի դեր, որի ժամանակ Երկրի վրա ջուրը անընդհատ մաքրվում է:
Ներդիր 2. Սառույցի որոշ ֆիզիկական հատկություններ I.
Սեփականություն
Իմաստը
Նշում
Ջերմային հզորություն, կալ/(գ °C) հալման ջերմություն, կալ/գ գոլորշիացման ջերմություն, կալ/գ
0,51 (0°C) 79,69 677
Ջերմաստիճանի նվազման հետ մեկտեղ կտրուկ նվազում է
Ջերմային ընդարձակման գործակիցը, 1/°C
9.1 10-5 (0°C)
Պոլիկյուրիստական սառույց
Ջերմային հաղորդունակություն, կալ/(սմ վրկ °C)
4,99 10 -3
Պոլիկյուրիստական սառույց
Refractive ինդեքս:
1.309 (-3°C)
Պոլիկյուրիստական սառույց
Հատուկ էլեկտրական հաղորդունակություն, օհմ-1 սմ-1
10-9 (0°C)
Ակնհայտ ակտիվացման էներգիա 11 կկալ/մոլ
Մակերեւութային էլեկտրական հաղորդունակություն, ohm-1
10-10 (-11°C)
Ակնհայտ ակտիվացման էներգիա 32 կկալ/մոլ
Յանգի առաձգականության մոդուլ, դին/սմ2
9 1010 (-5 °C)
Պոլիկյուրիստական սառույց
Դիմադրություն, MN/m2. ջախջախիչ արցունքաբեր կտրվածք
2,5 1,11 0,57
polycrystalline ice polycrystalline ice polycrystalline ice
Դինամիկ մածուցիկություն, կայունություն
Պոլիկյուրիստական սառույց
Ակտիվացման էներգիա դեֆորմացիայի և մեխանիկական թուլացման ժամանակ, կկալ/մոլ
Գծային աճում է 0,0361 կկալով/(մոլ °C) 0-ից մինչև 273,16 Կ
Ծանոթագրություն՝ 1 կալ/(գ °C)=4,186 կՋ/(կգ Կ); 1 օմ -1 սմ -1 \u003d 100 սիմ / մ; 1 dyn = 10 -5 N ; 1 N = 1 կգ մ/վ²; 1 dyne/cm=10 -7 N/m; 1 կալ / (սմ վրկ ° C) \u003d 418,68 Վտ / (մ Կ); 1 պոիզ \u003d գ / սմ վ \u003d 10 -1 Ն վրկ / մ 2:
Երկրի վրա սառույցի լայն տարածման պատճառով սառույցի ֆիզիկական հատկությունների տարբերությունը (Աղյուսակ 2) այլ նյութերի հատկություններից կարևոր դեր է խաղում շատ բնական գործընթացներում: Սառույցը շատ այլ կենսական հատկություններ և անոմալիաներ ունի՝ խտության, ճնշման, ծավալի և ջերմային հաղորդունակության անոմալիաներ: Եթե ջրի մոլեկուլները բյուրեղի մեջ կապող ջրածնային կապեր չլինեին, սառույցը կհալվեր -90 °C-ում։ Բայց դա տեղի չի ունենում ջրի մոլեկուլների միջեւ ջրածնային կապերի առկայության պատճառով։ Ջրից ցածր խտության պատճառով սառույցը ջրի մակերևույթի վրա ստեղծում է լողացող ծածկույթ, որը պաշտպանում է գետերն ու ջրամբարները ներքևի սառցակալումից, քանի որ դրա ջերմային հաղորդունակությունը շատ ավելի քիչ է, քան ջրի: Միաժամանակ ամենացածր խտությունը և ծավալը դիտվում է +3,98 °C-ում (նկ. 1)։ Ջրի հետագա սառեցումը մինչև 0 0 C աստիճանաբար հանգեցնում է ոչ թե նվազման, այլ ծավալի ավելացման գրեթե 10%-ով, երբ ջուրը վերածվում է սառույցի։ Ջրի այս վարքագիծը ցույց է տալիս ջրի մեջ երկու հավասարակշռության փուլերի միաժամանակյա առկայությունը՝ հեղուկ և քվազիբյուրեղային, անալոգիայով քվազիբյուրեղների հետ, որոնց բյուրեղային ցանցը ոչ միայն պարբերական կառուցվածք ունի, այլև ունի տարբեր կարգի սիմետրիա առանցքներ. որի գոյությունը նախկինում հակասում էր բյուրեղագետների գաղափարներին։ Այս տեսությունը, որն առաջին անգամ առաջ քաշեց հայտնի հայրենական տեսական ֆիզիկոս Յա. Ի. Ֆրենկելը, հիմնված է այն ենթադրության վրա, որ հեղուկ մոլեկուլներից մի քանիսը կազմում են կիսաբյուրեղային կառուցվածք, մինչդեռ մնացած մոլեկուլները գազանման են, ազատորեն։ շարժվելով ծավալով. Մոլեկուլների բաշխումը ցանկացած ֆիքսված ջրի մոլեկուլի փոքր հարևանությամբ ունի որոշակի կարգ, ինչ-որ չափով հիշեցնում է բյուրեղային, թեև ավելի թուլացած: Այդ պատճառով ջրի կառուցվածքը երբեմն կոչվում է քվազիբյուրեղային կամ բյուրեղանման, այսինքն՝ ունի սիմետրիա և կարգի առկայություն ատոմների կամ մոլեկուլների փոխադարձ դասավորության մեջ։
Բրինձ. մեկ. Սառույցի և ջրի հատուկ ծավալի կախվածությունը ջերմաստիճանից
Մեկ այլ հատկություն այն է, որ սառույցի հոսքի արագությունը ուղիղ համեմատական է ակտիվացման էներգիային և հակադարձ համեմատական է բացարձակ ջերմաստիճանին, այնպես որ, երբ ջերմաստիճանը նվազում է, սառույցը իր հատկություններով մոտենում է բացարձակապես ամուր մարմնին: Միջին հաշվով, հալվելուն մոտ ջերմաստիճանում, սառույցի հեղուկությունը 10 6 անգամ ավելի բարձր է, քան ժայռերինը։ Սառույցը իր հեղուկության շնորհիվ չի կուտակվում մեկ տեղում, այլ անընդհատ շարժվում է սառցադաշտերի տեսքով։ Բազմաբյուրեղ սառույցում հոսքի արագության և լարվածության միջև կապը հիպերբոլիկ է. հզորության հավասարմամբ դրա մոտավոր նկարագրությամբ, ցուցիչը մեծանում է լարման մեծացման հետ:
Տեսանելի լույսը գործնականում չի ներծծվում սառույցով, քանի որ լույսի ճառագայթները անցնում են սառցե բյուրեղի միջով, բայց այն արգելափակում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը և Արեգակի ինֆրակարմիր ճառագայթման մեծ մասը: Սպեկտրի այս շրջաններում սառույցը բացարձակ սև է թվում, քանի որ սպեկտրի այս հատվածներում լույսի կլանման գործակիցը շատ բարձր է: Ի տարբերություն սառցե բյուրեղների, ձյան վրա ընկնող սպիտակ լույսը չի ներծծվում, բայց սառույցի բյուրեղներում բազմիցս բեկվում է և արտացոլվում նրանց դեմքերից: Այդ պատճառով ձյունը սպիտակ է թվում:
Սառույցի (0,45) և ձյան (մինչև 0,95) շատ բարձր արտացոլման պատճառով դրանցով ծածկված տարածքը տարեկան միջինում կազմում է մոտ 72 մլն հեկտար։ կմ 2երկու կիսագնդերի բարձր և միջին լայնություններում - ստանում է արևային ջերմություն նորմայից 65%-ով պակաս և հովացման հզոր աղբյուր է երկրի մակերեսը, որը մեծապես որոշում է ժամանակակից լայնական կլիմայական գոտիականությունը։ Ամռանը բևեռային շրջաններում արևի ճառագայթումը ավելի մեծ է, քան հասարակածային գոտում, այնուամենայնիվ, ջերմաստիճանը մնում է ցածր, քանի որ կլանված ջերմության զգալի մասը ծախսվում է սառույցի հալման վրա, որն ունի շատ բարձր հալման ջերմություն:
Սառույցի այլ անսովոր հատկությունները ներառում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթման առաջացումը նրա աճող բյուրեղների միջոցով: Հայտնի է, որ ջրի մեջ լուծված կեղտերի մեծ մասը չի փոխանցվում սառույցին, երբ այն սկսում է աճել; սառչում են։ Հետևաբար, նույնիսկ ամենակեղտոտ ջրափոսի վրա, սառցե թաղանթը մաքուր և թափանցիկ է: Այս դեպքում կեղտերը կուտակվում են պինդ և հեղուկ միջավայրերի սահմանին, տարբեր նշանների էլեկտրական լիցքերի երկու շերտերի տեսքով, որոնք առաջացնում են պոտենցիալ զգալի տարբերություն։ Լիցքավորված կեղտոտ շերտը շարժվում է ստորին սահմանի հետ միասին երիտասարդ սառույցև արձակում է էլեկտրամագնիսական ալիքներ։ Դրա շնորհիվ կարելի է մանրամասնորեն դիտարկել բյուրեղացման գործընթացը։ Այսպիսով, ասեղի տեսքով երկարությամբ աճող բյուրեղը տարբեր կերպ է ճառագայթում, քան կողային պրոցեսներով պատված բյուրեղը, և աճող հատիկների ճառագայթումը տարբերվում է բյուրեղների ճաքի ժամանակ առաջացող ճառագայթումից: Ճառագայթման իմպուլսների ձևից, հաջորդականությունից, հաճախականությունից և ամպլիտուդից կարելի է որոշել, թե որքան արագ է սառույցը սառչում և ինչպիսի սառցե կառուցվածք է ձևավորվում։
Սակայն սառույցի կառուցվածքի ամենազարմանալին այն է, որ ջրի մոլեկուլները ցածր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման դեպքում ածխածնային նանոխողովակների ներսում կարող են բյուրեղանալ կրկնակի պարուրաձև ձևով, որը հիշեցնում է ԴՆԹ-ի մոլեկուլները: Դա ապացուցվել է Նեբրասկայի համալսարանից (ԱՄՆ) Սյաո Չեն Զենգի գլխավորությամբ ամերիկացի գիտնականների վերջին համակարգչային փորձարկումներով։ Որպեսզի նմանակված փորձի ժամանակ ջուրը պարույր ձևավորի, այն տեղադրեցին 1,35-ից մինչև 1,90 նմ տրամագծով նանոխողովակներում՝ 10-ից 40000 մթնոլորտ տատանվող բարձր ճնշման տակ, և սահմանվեց –23 °C ջերմաստիճան: Ակնկալվում էր, որ ջուրը բոլոր դեպքերում կազմում է բարակ խողովակային կառուցվածք: Այնուամենայնիվ, մոդելը ցույց է տվել, որ 1,35 նմ նանոխողովակի տրամագծով և 40000 մթնոլորտ արտաքին ճնշման դեպքում սառցե կառուցվածքում ջրածնային կապերը թեքվել են, ինչը հանգեցրել է երկպատի պարույրի ձևավորմանը՝ ներքին և արտաքին: Այս պայմաններում պարզվեց, որ ներքին պատը ոլորված է քառակի պարույրի, իսկ արտաքին պատը բաղկացած է չորս կրկնակի պարույրներից, որոնք նման են ԴՆԹ-ի մոլեկուլին (նկ. 2): Այս փաստը կարող է ծառայել որպես կապի հաստատում կենսականորեն կարևոր ԴՆԹ-ի մոլեկուլի և ջրի կառուցվածքի միջև, և այդ ջուրը ծառայել է որպես ԴՆԹ մոլեկուլների սինթեզի մատրիցա:
Բրինձ. 2. ԴՆԹ-ի մոլեկուլի նմանվող նանոխողովակներում սառեցված ջրի կառուցվածքի համակարգչային մոդելը (Photo from New Scientist, 2006)
Հայտնաբերված և հետազոտված ջրի ևս մեկ կարևոր հատկություն վերջին ժամանակները, կայանում է նրանում, որ ջուրն ունի անցյալի ազդեցությունների մասին տեղեկատվությունը հիշելու ունակություն: Սա առաջին անգամ ապացուցեցին ճապոնացի հետազոտող Մասարու Էմոտոն և մեր հայրենակից Ստանիսլավ Զենինը, ով առաջիններից էր, ով առաջարկեց ջրի կառուցվածքի կլաստերային տեսություն, որը բաղկացած էր մեծածավալ բազմաեզր կառուցվածքի ցիկլային ասոցիացիաներից՝ ընդհանուր բանաձևի կլաստերներից (H. 2 O) n, որտեղ n-ը, ըստ վերջին տվյալների, կարող է հասնել հարյուրավոր և նույնիսկ հազար միավորների: Ջրում կլաստերների առկայության շնորհիվ է, որ ջուրն ունի տեղեկատվական հատկություններ: Հետազոտողները լուսանկարել են սառույցի միկրոբյուրեղների մեջ ջրի սառեցման գործընթացները՝ ազդելով դրա վրա տարբեր էլեկտրամագնիսական և ակուստիկ դաշտերով, մեղեդիներով, աղոթքով, բառերով կամ մտքերով: Պարզվել է, որ գեղեցիկ մեղեդիների ու բառերի տեսքով դրական տեղեկատվության ազդեցությամբ սառույցը սառել է սիմետրիկ վեցանկյուն բյուրեղների։ Այնտեղ, որտեղ հնչում էր ոչ ռիթմիկ երաժշտություն, զայրացած ու վիրավորական խոսքեր, ջուրը, ընդհակառակը, սառչում էր քաոսային ու անձև բյուրեղների մեջ։ Սա ապացույց է, որ ջուրն ունի հատուկ կառուցվածք, որը զգայուն է արտաքին տեղեկատվական ազդեցությունների նկատմամբ։ Ենթադրաբար, մարդու ուղեղը, որը բաղկացած է 85-90%-ով ջրից, ուժեղ կառուցվածքային ազդեցություն ունի ջրի վրա։
Էմոտո բյուրեղները և՛ հետաքրքրություն են առաջացնում, և՛ ոչ բավարար հիմնավորված քննադատություն։ Եթե ուշադիր նայեք նրանց, ապա կտեսնեք, որ դրանց կառուցվածքը բաղկացած է վեց գագաթից։ Բայց նույնիսկ ավելի զգույշ վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ձմռանը ձյան փաթիլներն ունեն նույն կառուցվածքը, միշտ սիմետրիկ և վեց գագաթներով: Որքանո՞վ են բյուրեղացված կառույցները պարունակում տեղեկատվություն այն միջավայրի մասին, որտեղ ստեղծվել են: Ձյան փաթիլների կառուցվածքը կարող է լինել գեղեցիկ կամ անձև: Սա ցույց է տալիս, որ հսկիչ նմուշը (մթնոլորտում ամպը), որտեղ դրանք հայտնվում են, նույն ազդեցությունն ունի նրանց վրա, ինչ նախնական պայմանները: Սկզբնական պայմաններն են արեգակնային ակտիվությունը, ջերմաստիճանը, երկրաֆիզիկական դաշտերը, խոնավությունը և այլն։Այս ամենը նշանակում է, որ սկսած այսպես կոչված. միջին անսամբլ, կարելի է եզրակացնել, որ ջրի կաթիլների, իսկ հետո ձյան փաթիլների կառուցվածքը մոտավորապես նույնն է։ Նրանց զանգվածը գրեթե նույնն է, և նրանք մթնոլորտով շարժվում են նույն արագությամբ։ Մթնոլորտում նրանք շարունակում են ձևավորել իրենց կառուցվածքները և մեծացնել ծավալը: Նույնիսկ եթե դրանք առաջացել են ամպի տարբեր մասերում, միեւնույն խմբում միշտ կան որոշակի քանակությամբ ձյան փաթիլներ, որոնք առաջացել են գրեթե նույն պայմաններում։ Իսկ այն հարցի պատասխանը, թե որն է դրական և բացասական տեղեկատվությունը ձյան փաթիլների մասին, կարելի է գտնել Emoto-ում: Լաբորատոր պայմաններում բացասական տեղեկատվությունը (երկրաշարժ, մարդու համար անբարենպաստ ձայնային թրթռումներ և այլն) ոչ թե բյուրեղներ է ձևավորում, այլ դրական տեղեկատվություն, ճիշտ հակառակը։ Շատ հետաքրքիր է, թե մեկ գործոնը որքանով կարող է ձևավորել ձյան փաթիլների նույն կամ նման կառուցվածքները։ Ջրի ամենաբարձր խտությունը դիտվում է 4 °C ջերմաստիճանում։ Գիտականորեն ապացուցված է, որ ջրի խտությունը նվազում է, երբ վեցանկյուն սառցե բյուրեղները սկսում են ձևավորվել, երբ ջերմաստիճանը զրոյից ցածր է: Սա ջրի մոլեկուլների միջև ջրածնային կապերի գործողության արդյունք է:
Ինչո՞վ է պայմանավորված այս կառուցվածքը: Բյուրեղները պինդ մարմիններ են, և դրանց բաղկացուցիչ ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները դասավորված են կանոնավոր, կրկնվող կառուցվածքով՝ երեք տարածական չափերով։ Ջրի բյուրեղների կառուցվածքը մի փոքր տարբերվում է: Ըստ Իսահակի՝ սառույցի ջրածնային կապերի միայն 10%-ն է կովալենտ, այսինքն. բավականին կայուն տեղեկություններով։ Ջրածնային կապերը ջրի մի մոլեկուլի թթվածնի և մյուսի ջրածնի միջև առավել զգայուն են արտաքին ազդեցությունների նկատմամբ: Բյուրեղների առաջացման ժամանակ ջրի սպեկտրը համեմատաբար տարբեր է ժամանակի մեջ։ Ըստ Անտոնովի և Յուսկեսելիևի կողմից ապացուցված ջրի կաթիլների դիսկրետ գոլորշիացման ազդեցության և ջրածնային կապերի էներգետիկ վիճակներից դրա կախվածության, մենք կարող ենք պատասխան փնտրել բյուրեղների կառուցվածքի վերաբերյալ։ Սպեկտրի յուրաքանչյուր հատված կախված է ջրի կաթիլների մակերեւութային լարվածությունից։ Սպեկտրում կան վեց գագաթներ, որոնք ցույց են տալիս ձյան փաթիլի ճյուղավորումները:
Ակնհայտ է, որ Էմոտոյի փորձարկումներում նախնական «հսկիչ» նմուշը ազդում է բյուրեղների արտաքին տեսքի վրա։ Սա նշանակում է, որ որոշակի գործոնի ազդեցությունից հետո կարելի է ակնկալել նման բյուրեղների առաջացում։ Նույնական բյուրեղներ ստանալը գրեթե անհնար է։ Ջրի վրա «սեր» բառի ազդեցությունը ստուգելիս Էմոտոն հստակ չի նշում՝ արդյոք այս փորձն իրականացվել է տարբեր նմուշներով։
Կրկնակի կույր փորձեր են անհրաժեշտ՝ ստուգելու համար, թե արդյոք Էմոտո տեխնիկան բավականաչափ տարբերվում է: Իսահակի ապացույցը, որ ջրի մոլեկուլների 10%-ը սառչելուց հետո ձևավորում է կովալենտային կապեր, ցույց է տալիս, որ ջուրն օգտագործում է այս տեղեկությունը, երբ սառչում է։ Էմոտոյի ձեռքբերումը, նույնիսկ առանց կրկնակի կույր փորձերի, մնում է բավականին կարևոր՝ կապված ջրի տեղեկատվական հատկությունների հետ։
Բնական ձյան փաթիլ, Վիլսոն Բենթլի, 1925 թ
Էմոտո ձյան փաթիլ՝ ստացված բնական ջրից
Մեկ ձյան փաթիլը բնական է, իսկ մյուսը ստեղծվել է Emoto-ի կողմից, ինչը ցույց է տալիս, որ ջրի սպեկտրի բազմազանությունը անսահման չէ:
Երկրաշարժ, Սոֆիա, 4.0 Ռիխտերի սանդղակ, 15 նոյեմբերի, 2008թ.
Դոկտ. Իգնատով, 2008©, պրոֆ. Անտոնովի սարքը©
Այս ցուցանիշը ցույց է տալիս հսկիչ նմուշի և այլ օրերի վերցված նմուշների տարբերությունը: Ջրի մոլեկուլները կոտրում են ջրի ամենաէներգետիկ ջրածնային կապերը, ինչպես նաև բնական երևույթի ժամանակ սպեկտրի երկու գագաթ: Ուսումնասիրությունն իրականացվել է Անտոնով սարքի միջոցով։ Կենսաֆիզիկական արդյունքը ցույց է տալիս երկրաշարժի ժամանակ մարմնի կենսունակության նվազում։ Երկրաշարժի ժամանակ ջուրը չի կարող փոխել իր կառուցվածքը Էմոտոյի լաբորատորիայի ձյան փաթիլների մեջ։ Երկրաշարժի ժամանակ ջրի էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխության վկայություն կա:
1963 թվականին Տանզանիայի դպրոցական Էրաստո Մպեմբան նկատեց, որ տաք ջուրն ավելի արագ է սառչում, քան սառը ջուրը։ Այս երեւույթը կոչվում է Մպեմբայի էֆեկտ։ Թեև ջրի յուրահատուկ հատկությունը շատ ավելի վաղ նկատել են Արիստոտելը, Ֆրենսիս Բեկոնը և Ռենե Դեկարտը։ Երևույթը բազմիցս ապացուցվել է մի շարք անկախ փորձերի միջոցով։ Ջուրը ևս մեկ տարօրինակ հատկություն ունի. Իմ կարծիքով, դրա բացատրությունը հետևյալն է. եռացրած ջրի դիֆերենցիալ ոչ հավասարակշռված էներգիայի սպեկտրը (DNES) ունի ջրի մոլեկուլների միջև ջրածնային կապերի ավելի ցածր միջին էներգիա, քան սենյակային ջերմաստիճանում վերցված նմուշը: Սա նշանակում է, որ եռացրած ջրին ավելի քիչ էներգիա է պետք: որպեսզի սկսեն բյուրեղների կառուցվածքը և սառեցնել:
Սառույցի կառուցվածքի և նրա հատկությունների բանալին նրա բյուրեղի կառուցվածքում է: Սառույցի բոլոր մոդիֆիկացիաների բյուրեղները կառուցված են ջրի H 2 O մոլեկուլներից, որոնք միացված են ջրածնային կապերով եռաչափ ցանցային շրջանակների մեջ՝ ջրածնային կապերի որոշակի դասավորությամբ: Ջրի մոլեկուլը կարելի է պարզապես պատկերացնել որպես քառանիստ (եռանկյուն հիմքով բուրգ): Նրա կենտրոնում գտնվում է թթվածնի ատոմը, որը գտնվում է sp 3 հիբրիդացման վիճակում, իսկ երկու գագաթներում՝ ջրածնի ատոմով, որի 1s էլեկտրոններից մեկը մասնակցում է կովալենտի ձևավորմանը։ N-Միացման մասինթթվածնի հետ։ Մնացած երկու գագաթները զբաղեցնում են զույգ չզույգված թթվածնային էլեկտրոնները, որոնք չեն մասնակցում ներմոլեկուլային կապերի ձևավորմանը, ուստի դրանք կոչվում են միայնակ։ H 2 O մոլեկուլի տարածական ձևը բացատրվում է ջրածնի ատոմների և թթվածնի կենտրոնական ատոմի միայնակ էլեկտրոնային զույգերի փոխադարձ վանմամբ։
Ջրածնային կապը կարևոր է միջմոլեկուլային փոխազդեցությունների քիմիայում և պայմանավորված է թույլ էլեկտրաստատիկ ուժերի և դոնոր-ընդունող փոխազդեցությամբ: Այն առաջանում է, երբ մեկ ջրի մոլեկուլի էլեկտրոնների պակաս ունեցող ջրածնի ատոմը փոխազդում է հարևան ջրի մոլեկուլի (О-Н…О) թթվածնի ատոմի միայնակ էլեկտրոնային զույգի հետ։ Տարբերակիչ հատկանիշջրածնային կապը համեմատաբար ցածր ուժ ունի. այն 5-10 անգամ ավելի թույլ է, քան քիմիական կովալենտային կապը: Էներգիայի առումով ջրածնային կապը միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում քիմիական կապի և վան դեր Վալսի փոխազդեցությունների միջև, որոնք մոլեկուլները պահում են պինդ կամ հեղուկ փուլում։ Սառույցի բյուրեղի յուրաքանչյուր ջրի մոլեկուլ կարող է միաժամանակ չորս ջրածնային կապ ստեղծել հարևան մյուս մոլեկուլների հետ՝ 109 ° 47 «խստորեն սահմանված անկյուններով, որոնք ուղղված են քառանիստի գագաթներին, որոնք թույլ չեն տալիս խիտ կառուցվածքի ձևավորում, երբ ջուրը սառչում է (Նկար 3) I, Ic, VII և VIII սառցե կառուցվածքներում այս քառաեդրոնը կանոնավոր է: Սառույցի II, III, V և VI կառուցվածքներում տետրաեդրները նկատելիորեն աղավաղված են: Սառույցի VI, VII և VIII կառուցվածքներում երկու. Կարելի է առանձնացնել ջրածնային կապերի փոխադարձ խաչմերուկային համակարգեր: Ջրածնային կապերի այս անտեսանելի շրջանակը ջրի մոլեկուլները դասավորում է ցանցի տեսքով, կառուցվածքը հիշեցնում է վեցանկյուն մեղրախորիսխ՝ խոռոչ ներքին ալիքներով: Եթե սառույցը տաքանում է, ցանցի կառուցվածքը քայքայվում է. ջուր մոլեկուլները սկսում են ընկնել ցանցի դատարկությունների մեջ, ինչը հանգեցնում է հեղուկի ավելի խիտ կառուցվածքի, սա բացատրում է, թե ինչու է ջուրը ավելի ծանր, քան սառույցը:
Բրինձ. 3. Ջրածնային կապի ձևավորում չորս H 2 O մոլեկուլների միջև (կարմիր գնդիկները ցույց են տալիս թթվածնի կենտրոնական ատոմները, սպիտակ գնդիկները ցույց են տալիս ջրածնի ատոմները)
Ջրածնային կապերի և միջմոլեկուլային փոխազդեցությունների առանձնահատկությունը, որը բնորոշ է սառույցի կառուցվածքին, պահպանվում է հալված ջրում, քանի որ սառցե բյուրեղի հալման ժամանակ բոլոր ջրածնային կապերի միայն 15%-ն է ոչնչացվում: Հետևաբար, սառույցին բնորոշ կապը ջրի յուրաքանչյուր մոլեկուլի և նրա չորս հարևանների միջև («կարճ հեռավորության կարգ») չի խախտվում, թեև թթվածնային շրջանակի վանդակը ավելի ցրված է: Ջրածնային կապերը նույնպես կարող են պահպանվել, երբ ջուրը եռում է: Ջրածնային կապերը բացակայում են միայն ջրային գոլորշիներում։
Սառույցը, որը ձևավորվում է մթնոլորտային ճնշման տակ և հալվում է 0 ° C ջերմաստիճանում, ամենահայտնի, բայց դեռևս ամբողջությամբ չհասկացված նյութն է: Իր կառուցվածքով և հատկություններով շատ բան անսովոր է թվում: Սառույցի բյուրեղային ցանցի հանգույցներում ջրի մոլեկուլների քառանիստի թթվածնի ատոմները դասավորված են կարգով, ձևավորելով կանոնավոր վեցանկյուններ, ինչպես վեցանկյուն մեղրախորիսխ, իսկ ջրածնի ատոմները տարբեր դիրքեր են զբաղեցնում թթվածնի ատոմները միացնող ջրածնային կապերի վրա։ Նկար 4): Հետևաբար, ջրի մոլեկուլների վեց համարժեք կողմնորոշումներ կան հարևանների նկատմամբ: Դրանցից մի քանիսը բացառված են, քանի որ նույն ջրածնային կապի վրա միաժամանակ երկու պրոտոնների առկայությունը քիչ հավանական է, բայց ջրի մոլեկուլների կողմնորոշման մեջ մնում է բավարար անորոշություն: Ատոմների այս վարքագիծը անտիպ է, քանի որ պինդ նյութում բոլոր ատոմները ենթարկվում են նույն օրենքին. կա՛մ դրանք ատոմներ են, որոնք դասավորված են կարգով, և այնուհետև այն բյուրեղ է, կա՛մ պատահական, և այնուհետև այն ամորֆ նյութ է: Նման անսովոր կառուցվածքը կարող է իրականացվել սառույցի մոդիֆիկացիաների մեծ մասում՝ Ih, III, V, VI և VII (և, ըստ երևույթին, Ic-ում) (Աղյուսակ 3), իսկ սառույցի II, VIII և IX կառուցվածքում ջուրը: մոլեկուլները դասավորված են կողմնորոշված: Ջ.Բերնալի կարծիքով՝ սառույցը թթվածնի ատոմների նկատմամբ բյուրեղային է, իսկ ջրածնի ատոմների նկատմամբ՝ ապակյա։
Բրինձ. չորս. Բնական վեցանկյուն կոնֆիգուրացիայի սառույցի կառուցվածքը I ժ
Այլ պայմաններում, օրինակ, տիեզերքում բարձր ճնշման և ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում, սառույցը տարբեր կերպ է բյուրեղանում՝ ձևավորելով այլ բյուրեղային ցանցեր և ձևափոխումներ (խորանարդ, եռանկյուն, քառանկյուն, մոնոկլինիկ և այլն), որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր կառուցվածքը և բյուրեղային ցանցը ( Աղյուսակ 3)): Տարբեր մոդիֆիկացիաների սառույցի կառուցվածքները հաշվարկել են ռուս հետազոտողները, քիմիական գիտությունների դոկտոր։ Գ.Գ. Մալենկովը և բ.գ.թ. Է.Ա. Ժելիգովսկայան Ֆիզիկական քիմիայի և էլեկտրաքիմիայի ինստիտուտից։ Ա.Ն. Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Ֆրումկին. Սառույցներ II, III և V-րդ փոփոխություներկար ժամանակ պահպանվում են մթնոլորտային ճնշման տակ, եթե ջերմաստիճանը չի գերազանցում -170 °C (նկ. 5): Մոտավորապես -150 ° C սառչելիս բնական սառույցը վերածվում է խորանարդ սառույցի Ic-ի, որը բաղկացած է մի քանի նանոմետր չափի խորանարդներից և ութանիստներից: Սառույց I c երբեմն հայտնվում է նաև, երբ ջուրը սառչում է մազանոթներում, ինչին, ըստ երևույթին, նպաստում է ջրի փոխազդեցությունը պատի նյութի հետ և նրա կառուցվածքի կրկնությունը։ Եթե ջերմաստիճանը մի փոքր բարձր է -110 0 C-ից, ապա մետաղական հիմքի վրա ձևավորվում են ավելի խիտ և ծանր ապակե ամորֆ սառույցի բյուրեղներ՝ 0,93 գ/սմ 3 խտությամբ: Սառույցի այս երկու ձևերն էլ կարող են ինքնաբերաբար վերածվել վեցանկյուն սառույցի, և որքան արագ է, այնքան բարձր է ջերմաստիճանը:
Ներդիր 3. Սառույցի որոշ փոփոխություններ և դրանց ֆիզիկական պարամետրեր:
Փոփոխություն
Բյուրեղյա կառուցվածք
Ջրածնային կապի երկարությունները, Å
Անկյուններ H-O-Hքառաեդրում, 0
Վեցանկյուն
խորանարդ
Եռանկյուն
քառանկյուն
Մոնոկլինիկ
քառանկյուն
խորանարդ
խորանարդ
քառանկյուն
Նշում. 1 Å = 10 -10 մ
Բրինձ. 5. Տարբեր մոդիֆիկացիաների բյուրեղային սառույցների վիճակի դիագրամ:
Կան նաև բարձր ճնշման սառույցներ՝ եռանկյուն և քառանկյուն ձևափոխումների II և III, որոնք ձևավորվել են վեցանկյուն ծալքավոր տարրերով առաջացած խոռոչ ակրերից, որոնք միմյանց նկատմամբ փոխվել են մեկ երրորդով (նկ. 6 և նկ. 7): Այս սառույցները կայունանում են հելիումի և արգոնի ազնիվ գազերի առկայության դեպքում։ Մոնոկլինիկ մոդիֆիկացիայի սառույցի V-ի կառուցվածքում թթվածնի հարևան ատոմների միջև անկյունները տատանվում են 860-ից մինչև 132°, ինչը շատ է տարբերվում ջրի մոլեկուլի կապի անկյունից, որը կազմում է 105°47'։ Քառանկյուն մոդիֆիկացիայի Ice VI-ը բաղկացած է միմյանց մեջ մտցված երկու շրջանակներից, որոնց միջև չկան ջրածնային կապեր, ինչի արդյունքում ձևավորվում է մարմնակենտրոն բյուրեղային ցանց (նկ. 8)։ Սառույցի VI կառուցվածքը հիմնված է հեքսամերների՝ ջրի վեց մոլեկուլների բլոկների վրա: Նրանց կոնֆիգուրացիան ճշգրտորեն կրկնում է կայուն ջրային կլաստերի կառուցվածքը, որը տրված է հաշվարկներով։ Խորանարդ ձևափոխության VII և VIII սառույցները, որոնք սառույցի VII ցածր ջերմաստիճանի կարգավորված ձևեր են, ունեն նմանատիպ կառուցվածք՝ I-ի մեջ մտցված սառույցի շրջանակներով: Ճնշման հետագա աճով, բյուրեղային ցանցում թթվածնի ատոմների միջև հեռավորությունը Սառույց VIIիսկ VIII-ը կնվազի, արդյունքում ձևավորվում է սառույցի X կառուցվածքը, որի մեջ թթվածնի ատոմները դասավորված են կանոնավոր ցանցով, իսկ պրոտոնները՝ դասավորված։
Բրինձ. 7. III կոնֆիգուրացիայի սառույց:
Ice XI-ն առաջանում է I h սառույցի խորը սառեցման արդյունքում՝ նորմալ ճնշման դեպքում 72 K-ից ցածր ալկալիի ավելացմամբ: Այս պայմաններում ձևավորվում են հիդրօքսիլ բյուրեղային թերություններ, ինչը թույլ է տալիս աճող սառցե բյուրեղին փոխել իր կառուցվածքը: Ice XI-ն ունի ռոմբիկ բյուրեղյա վանդակ՝ պրոտոնների դասավորվածությամբ և միաժամանակ ձևավորվում է բյուրեղացման բազմաթիվ կենտրոններում՝ բյուրեղի հիդրօքսիլային արատների մոտ։
Բրինձ. ութ. Ice VI կոնֆիգուրացիա:
Սառույցների մեջ կան նաև IV և XII մետակայուն ձևեր, որոնց կյանքի տևողությունը վայրկյաններ է, որոնք ունեն ամենագեղեցիկ կառուցվածքը (նկ. 9 և նկ. 10): Մետակայուն սառույց ստանալու համար անհրաժեշտ է սառույցը սեղմել I h մինչև 1,8 ԳՊա ճնշում հեղուկ ազոտի ջերմաստիճանում։ Այս սառույցները շատ ավելի հեշտ են ձևավորվում և հատկապես կայուն են, երբ գերսառեցված ծանր ջուրը ենթարկվում է ճնշման: Մեկ այլ մետաստաբիլ մոդիֆիկացիա՝ սառույց IX-ն առաջանում է գերսառեցման ժամանակ Սառույց IIIև ըստ էության ներկայացնում է դրա ցածր ջերմաստիճանի ձևը:
Բրինձ. 9. Ice IV-կոնֆիգուրացիա:
Բրինձ. տասը. Ice XII կոնֆիգուրացիա.
Սառույցի վերջին երկու փոփոխությունները՝ XIII և ռոմբիկ կոնֆիգուրացիայով XIV, հայտնաբերվել են Օքսֆորդի (Մեծ Բրիտանիա) գիտնականների կողմից բոլորովին վերջերս՝ 2006 թվականին: Այն ենթադրությունը, որ մոնոկլինիկ և ռոմբիկ վանդակներով սառցե բյուրեղներ պետք է լինեն, դժվար էր հաստատել. ջրի մածուցիկությունը -160 ° C ջերմաստիճանում շատ բարձր է, և մաքուր գերսառեցված ջրի մոլեկուլների համար դժվար է հավաքվել նման քանակությամբ: որ բյուրեղային միջուկ է գոյանում. Դրան հաջողվել է կատալիզատորի՝ աղաթթվի օգնությամբ, որը բարձրացրել է ջրի մոլեկուլների շարժունակությունը ցածր ջերմաստիճաններում։ Երկրի վրա սառույցի նման փոփոխությունները չեն կարող ձևավորվել, բայց դրանք կարող են գոյություն ունենալ տիեզերքում սառեցված մոլորակների և սառած արբանյակների և գիսաստղերի վրա: Այսպիսով, Յուպիտերի և Սատուրնի արբանյակների մակերևույթից խտության և ջերմային հոսքերի հաշվարկը թույլ է տալիս պնդել, որ Գանիմեդը և Կալիստոն պետք է ունենան սառցե թաղանթ, որում փոխարինվում են I, III, V և VI սառույցները: Տիտանի մոտ սառույցը ձևավորում է ոչ թե ընդերք, այլ թաղանթ, որի ներքին շերտը բաղկացած է սառույց VI-ից, բարձր ճնշման այլ սառույցներից և կլատրատային հիդրատներից, իսկ վերևում գտնվում է I h սառույցը։
Բրինձ. տասնմեկ. Բնության մեջ ձյան փաթիլների բազմազանությունն ու ձևը
Երկրի մթնոլորտում ցածր ջերմաստիճանի դեպքում ջուրը բյուրեղանում է քառաեզրից՝ առաջացնելով վեցանկյուն սառույց I h ։ Սառցե բյուրեղների առաջացման կենտրոնը փոշու պինդ մասնիկներն են, որոնք քամու միջոցով բարձրանում են մթնոլորտի վերին շերտ։ Սառույցի այս սաղմնային միկրոբյուրեղի շուրջ ասեղները աճում են վեց սիմետրիկ ուղղություններով, որոնք ձևավորվում են ջրի առանձին մոլեկուլներով, որոնց վրա աճում են կողային պրոցեսները՝ դենդրիտները։ Ձյան փաթիլի շուրջ օդի ջերմաստիճանը և խոնավությունը նույնն են, ուստի սկզբում այն ունի սիմետրիկ ձև: Ձյան փաթիլների առաջացման հետ նրանք աստիճանաբար իջնում են մթնոլորտի ստորին շերտերը, որտեղ ջերմաստիճանն ավելի բարձր է։ Այստեղ տեղի է ունենում հալչում և աղավաղվում է նրանց իդեալական երկրաչափական ձևը՝ ձևավորելով ձյան փաթիլների բազմազանություն (նկ. 11):
Հետագա հալվելով սառույցի վեցանկյուն կառուցվածքը քայքայվում է և առաջանում է կլաստերների ցիկլային ասոցիացիաների, ինչպես նաև ջրի եռաչափ, տետրա, հնգամեր, վեցանկյուն (նկ. 12) և ջրի ազատ մոլեկուլների խառնուրդ։ Ձևավորված կլաստերների կառուցվածքի ուսումնասիրությունը հաճախ զգալիորեն դժվար է, քանի որ, ըստ ժամանակակից տվյալների, ջուրը տարբեր չեզոք կլաստերների (H 2 O) n և նրանց լիցքավորված կլաստերային իոնների խառնուրդ է [H 2 O] + n և [H: 2 O] - n, որոնք գտնվում են դինամիկ հավասարակշռության մեջ 10 -11 -10 -12 վայրկյան տևողությամբ:
Բրինձ. 12.Հնարավոր ջրային կլաստերներ (a-h) բաղադրության (H 2 O) n, որտեղ n = 5-20:
Կլաստերները կարողանում են փոխազդել միմյանց հետ ջրածնային կապերի դուրս ցցված երեսների շնորհիվ՝ ձևավորելով ավելի բարդ բազմաշերտ կառուցվածքներ, ինչպիսիք են վեցանիստը, ութանիստը, իկոսաեդրոնը և տասներեքագեդրոնը։ Այսպիսով, ջրի կառուցվածքը կապված է, այսպես կոչված, պլատոնական պինդ մարմինների հետ (չորրէջ, վեցանկյուն, ութանետ, իկոսաեդրոն և տասներեքագեդրոն), որոնք անվանվել են հին հույն փիլիսոփա և երկրաչափ Պլատոնի անունով, որը հայտնաբերել է դրանք, որոնց ձևը որոշվում է ոսկե հարաբերությամբ: (նկ. 13):
Բրինձ. 13. Պլատոնական պինդ մարմիններ, որոնց երկրաչափական ձևը որոշվում է ոսկե հարաբերությամբ։
Ցանկացած տարածական բազմանկյուն գագաթների (B), դեմքերի (G) և եզրերի (P) թիվը նկարագրվում է հարաբերությամբ.
C + D = P + 2
Կանոնավոր բազմանկյունի գագաթների (B) թվի հարաբերությունը նրա երեսներից մեկի եզրերի թվին (P) հավասար է նույն բազմանկյունի երեսների թվի (G) հարաբերակցությանը եզրերի թվին ( P) դուրս գալով նրա գագաթներից մեկից: Տետրաեդրոնի համար այս հարաբերակցությունը 4:3 է, վեցանիստի (6 երես) և ութանիստի (8 երես)՝ 2:1, իսկ տասներկու (12 դեմք) և սրբապատկերի (20 երես)՝ 4:1:
Ռուս գիտնականների կողմից հաշվարկված բազմանիստ ջրային կլաստերների կառուցվածքները հաստատվել են վերլուծության ժամանակակից մեթոդներով՝ պրոտոնային մագնիսական ռեզոնանսային սպեկտրոսկոպիա, ֆեմտովայրկյան լազերային սպեկտրոսկոպիա, ռենտգենյան ճառագայթների և նեյտրոնային դիֆրակցիա ջրի բյուրեղների վրա: Ջրային կլաստերների հայտնաբերումը և տեղեկատվության պահպանման ջրի ունակությունը 21-րդ հազարամյակի երկու կարևորագույն հայտնագործություններն են: Սա հստակորեն ապացուցում է, որ բնությանը բնորոշ է սառցե բյուրեղներին բնորոշ հստակ երկրաչափական ձևերի և համամասնությունների համաչափությունը։
ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ.
1. Բելյանին Վ., Ռոմանովա Է. Կյանքը, ջրի մոլեկուլը և ոսկե հարաբերակցությունը // Գիտություն և կյանք, 2004 թ., հատոր 10, թիվ 3, էջ. 23-34 թթ.
2. Շումսկի Պ. Ա., Կառուցվածքային սառցե գիտության հիմունքներ. - Մոսկվա, 1955b էջ. 113.
3. Mosin O.V., Ignatov I. Ջրի գիտակցումը որպես կյանքի նյութ: // Գիտակցություն և ֆիզիկական իրականություն. 2011, T 16, No 12, p. 9-22։
4. Petryanov I. V. Աշխարհի ամենաանսովոր նյութը Մոսկվա, Մանկավարժություն, 1981, էջ. 51-53 թթ.
5 Eisenberg D, Kautsman V. Ջրի կառուցվածքը և հատկությունները: - Լենինգրադ, Gidrometeoizdat, 1975, էջ. 431 թ.
6. Kulsky L. A., Dal V. V., Lenchina L. G. Ջուրը ծանոթ է և առեղծվածային: - Կիև, Ռոդյանսկի դպրոց, 1982, էջ. 62-64 թթ.
7. G. N. Zatsepina, Ջրի կառուցվածքը և հատկությունները: - Մոսկվա, խմբ. Մոսկվայի պետական համալսարան, 1974, էջ. 125.
8. Antonchenko V. Ya., Davydov N. S., Ilyin V. V. Ջրի ֆիզիկայի հիմունքները - Կիև, Նաուկովա Դումկա, 1991, էջ. 167։
9. Simonite T. ԴՆԹ-ի նման սառույց «տեսնված» ածխածնային նանոխողովակների ներսում // New Scientist, V. 12, 2006 թ.
10. Էմոտո Մ. Ջրի հաղորդագրությունները. Գաղտնի ծածկագրերսառույցի բյուրեղներ. - Սոֆիա, 2006. էջ. 96.
11. S. V. Zenin and B. V. Tyaglov, Nature of Hydrophobic Interaction. Ջրային լուծույթներում կողմնորոշման դաշտերի առաջացումը // Ֆիզիկական քիմիայի ամսագիր, 1994 թ., V. 68, թիվ 3, էջ. 500-503 թթ.
12. Pimentel J., McClellan O. Hydrogen Connection - Moscow, Nauka, 1964, p. 84-85 թթ.
13. Bernal J., Fowler R. Structure of water and ionic solutions // Uspekhi fizicheskikh nauk, 1934, vol. 14, no 5, p. 587-644 թթ.
14. Հոբզա Պ., Զահրադնիկ Ռ. Միջմոլեկուլային համալիրներ. Վան դեր Վալսի համակարգերի դերը ֆիզիկական քիմիայում և կենսադիսցիպլիններում: - Մոսկվա, Միր, 1989, էջ. 34-36 թթ.
15. E. R. Pounder, Physics of Ice, թարգմ. անգլերենից։ - Մոսկվա, 1967, էջ. 89.
16. Komarov S. M. Բարձր ճնշման սառցե նախշեր: // Քիմիա և կյանք, 2007, թիվ 2, էջ 48-51:
17. E. A. Zheligovskaya and G. G. Malenkov. Բյուրեղային սառույց // Uspekhi khimii, 2006, No 75, p. 64.
18. Fletcher N. H. The chemical physics of ice, Cambreage, 1970:
19. Nemukhin A. V. Կլաստերների բազմազանություն // Russian Chemical Journal, 1996, հատոր 40, թիվ 2, էջ. 48-56 թթ.
20. Mosin O.V., Ignatov I. Ջրի կառուցվածքը և ֆիզիկական իրականությունը. // Գիտակցություն և ֆիզիկական իրականություն, 2011 թ., հ.16, թիվ 9, էջ 16: 16-32։
21. Ignatov I. Bioenergetic բժշկություն. Կենդանի նյութի ծագումը, ջրի հիշողությունը, բիոռեզոնանսը, կենսաֆիզիկական դաշտերը։ - GaiaLibris, Սոֆիա, 2006, էջ. 93.
Բոլորս էլ բազմիցս լսել ենք ջրի յուրահատուկ հատկությունների մասին։ Եթե «անգույն և անհոտ հեղուկը» չունենար հատուկ հատկություններ, ապա Երկրի վրա կյանքը ներկայիս ձևով անհնար կլիներ: Նույնը կարելի է ասել ջրի պինդ ձևի՝ սառույցի մասին։ Այժմ գիտնականները պարզել են դրա մեկ այլ գաղտնիք. նոր հրապարակված ուսումնասիրության արդյունքում փորձագետները վերջապես պարզել են, թե որքան մոլեկուլ է անհրաժեշտ սառույցի բյուրեղ ստանալու համար:
Եզակի կապ
Ջրի զարմանալի հատկությունների ցանկը կարող է շատ երկար լինել։ Այն ունի հեղուկների և պինդ մարմինների մեջ ամենաբարձր տեսակարար ջերմային հզորությունը, նրա բյուրեղային ձևի խտությունը, այսինքն՝ սառույցը, ավելի քիչ է, քան հեղուկ վիճակում գտնվող ջրի խտությունը, կպչելու ունակությունը («կպչելու»), բարձր մակերևութային լարվածությունը. այս ամենը և շատ ավելին թույլ է տալիս կյանքը երկրի վրա որպես այդպիսին:
Ջուրն իր եզակիությունը պարտական է ջրածնային կապերին, ավելի ճիշտ՝ դրանց քանակին։ Նրանց օգնությամբ մեկ H 2 O մոլեկուլ կարող է «կապվել» չորս այլ մոլեկուլների հետ։ Նման «շփումները» նկատելիորեն ավելի քիչ ամուր են, քան կովալենտային կապերը (մի տեսակ «սովորական» կապեր, որոնք միասին են պահում, օրինակ, ջրածնի և թթվածնի ատոմները ջրի մոլեկուլում), և յուրաքանչյուր ջրածնային կապը առանձին-առանձին կոտրելը բավականին պարզ է: Բայց ջրի մեջ նման փոխազդեցությունները շատ են, և դրանք միասին նկատելիորեն սահմանափակում են H 2 O մոլեկուլների ազատությունը՝ թույլ չտալով նրանց շատ հեշտությամբ պոկվել իրենց «ընկերներից», ասենք, երբ տաքանում են։ Ջրածնային կապերից յուրաքանչյուրն ինքնին գոյություն ունի վայրկյանի չնչին հատվածում. դրանք անընդհատ ոչնչացվում և վերստեղծվում են: Բայց միևնույն ժամանակ, ցանկացած պահի, ջրի մոլեկուլների մեծ մասը ներգրավված է իրենց «հարևանների» հետ փոխազդեցության մեջ։
Ջրածնային կապերը նույնպես պատասխանատու են ջրի արտասովոր պահվածքի համար՝ բյուրեղացման ժամանակ, այսինքն՝ սառույցի առաջացման ժամանակ։ Այսբերգներ, որոնք լողում են օվկիանոսի մակերևույթի վրա, սառույցի կեղևը քաղցրահամ ջրում. այս բոլոր երևույթները մեզ չեն զարմացնում, քանի որ մենք սովոր ենք դրանց ի ծնե: Բայց եթե Երկրի վրա գլխավորը ջուրը չլիներ, այլ ինչ-որ այլ հեղուկ, ապա ոչ սառցե սահադաշտեր, ոչ էլ սառցե ձկնորսություն ընդհանրապես չէին լինի: Հեղուկից պինդ վիճակի անցնելու ժամանակ գրեթե բոլոր նյութերի խտությունը մեծանում է, քանի որ մոլեկուլներն ավելի սերտորեն «սեղմված» են միմյանց դեմ, ինչը նշանակում է, որ դրանք ավելի շատ են մեկ միավորի ծավալով։
Ջրի հետ կապված իրավիճակն այլ է. Մինչև 4 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի դեպքում H 2 O-ի խտությունը աճում է կարգապահ կերպով, բայց երբ այս սահմանն անցնում է, այն կտրուկ նվազում է 8 տոկոսով: Սառեցված ջրի ծավալը համապատասխանաբար ավելանում է։ Այս հատկությունը քաջ հայտնի է երկար ժամանակ չվերանորոգված խողովակներով տների բնակիչներին կամ նրանց, ովքեր մոռացել են ցածր ալկոհոլային խմիչքները սառնարանում։
Հեղուկից պինդ վիճակի անցնելու ժամանակ ջրի խտության անոմալ փոփոխության պատճառը նույն ջրածնային կապերի մեջ է։ Սառույցի բյուրեղյա վանդակը հիշեցնում է մեղրախիսխ, որի վեց անկյուններում գտնվում են ջրի մոլեկուլները։ Դրանք փոխկապակցված են ջրածնային կապերով, և դրանց երկարությունը գերազանցում է «սովորական» կովալենտային կապի երկարությունը։ Արդյունքում, պինդացված H 2 O-ի մոլեկուլների միջև ավելի շատ դատարկ տարածություն կա, քան նրանց միջև հեղուկ վիճակում, երբ մասնիկները շարժվում էին ազատորեն և կարող էին շատ մոտենալ միմյանց: Տրված է ջրի հեղուկ և պինդ փուլերի մոլեկուլների փաթեթավորման տեսողական համեմատություն, օրինակ.
Երկրի բնակիչների համար ջրի բացառիկ հատկությունները և հատուկ նշանակությունն ապահովում էին նրա մշտական ուշադրությունը գիտնականների կողմից: Ասել, որ երկու ջրածնի ատոմների և մեկ թթվածնի ատոմների համադրությունը մոլորակի վրա ամենաուշադրությամբ ուսումնասիրված նյութն է, մեծ չափազանցություն չի լինի։ Այնուամենայնիվ, մասնագետները, ովքեր իրենց հետաքրքրության առարկա են ընտրել H 2 O-ն, առանց աշխատանքի չեն մնա։ Օրինակ, նրանք միշտ կարող են ուսումնասիրել, թե իրականում ինչպես է հեղուկ ջուրը վերածվում պինդ սառույցի։ Բյուրեղացման գործընթացը, որը հանգեցնում է բոլոր հատկությունների նման կտրուկ փոփոխությունների, տեղի է ունենում շատ արագ, և դրա շատ մանրամասներ դեռևս անհայտ են: Ամսագրի վերջին համարի թողարկումից հետո Գիտությունմեկ առեղծված պակաս. այժմ գիտնականները հստակ գիտեն, թե քանի ջրի մոլեկուլ պետք է դնել բաժակի մեջ, որպեսզի ցրտին դրա պարունակությունը վերածվի ծանոթ սառույցի:
տարբեր սառույց
Նախորդ նախադասության մեջ «սովորական» բառը չի օգտագործվում ոճական պատճառներով։ Դա ընդգծում է մենք խոսում ենքբյուրեղային սառույցի մասին՝ մեղրախորիսխ հիշեցնող վեցանկյուն վանդակով: Թեև նման սառույցը ընդունված է միայն Երկրի վրա, սակայն անվերջանալի միջաստղային տարածության մեջ գերիշխում է սառույցի բոլորովին այլ ձև, որը Արեգակից երրորդ մոլորակում ստացվում է հիմնականում լաբորատորիաներում։ Այս սառույցը կոչվում է ամորֆ, և այն չունի կանոնավոր կառուցվածք։
Ամորֆ սառույց կարելի է ստանալ, եթե հեղուկ ջուրը սառչում է շատ արագ (միլիվայրկյանների ընթացքում կամ նույնիսկ ավելի արագ) և շատ ուժեղ (120 կելվինից ցածր՝ մինուս 153,15 աստիճան Ցելսիուս): Նման ծայրահեղ պայմաններում H 2 O մոլեկուլները ժամանակ չունեն կազմակերպվելու կարգավորված կառուցվածքի մեջ, և ջուրը վերածվում է մածուցիկ հեղուկի, որի խտությունը մի փոքր ավելի մեծ է, քան սառույցի խտությունը։ Եթե ջերմաստիճանը մնում է ցածր, ապա ջուրը կարող է շատ երկար մնալ ամորֆ սառույցի տեսքով, բայց երբ այն տաքանում է, այն վերածվում է բյուրեղային սառույցի ավելի ծանոթ վիճակի:
Ջրի պինդ ձևի տեսակները չեն սահմանափակվում միայն ամորֆ և վեցանկյուն բյուրեղային սառույցով. ընդհանուր առմամբ, այսօր գիտնականներին հայտնի է դրա ավելի քան 15 տեսակ: Երկրի վրա ամենատարածված սառույցը կոչվում է սառույց I h, սակայն մթնոլորտի վերին հատվածում կարելի է գտնել նաև I c սառույց, որի բյուրեղային ցանցը հիշեցնում է ադամանդե ցանց։ Սառույցի այլ փոփոխությունները կարող են լինել եռանկյուն, մոնոկլինիկ, խորանարդ, ռոմբիկ և պսևդորհոմբիկ:
Բայց որոշ դեպքերում այս երկու վիճակների միջև փուլային անցում տեղի չի ունենա. եթե ջրի մոլեկուլները շատ քիչ են, ապա խստորեն կազմակերպված վանդակ ձևավորելու փոխարեն նրանք «նախընտրում են» մնալ ավելի քիչ կարգավորված ձևով։ «Ցանկացած մոլեկուլային կլաստերում մակերեսի վրա փոխազդեցությունները մրցակցում են կլաստերի ներսում փոխազդեցությունների հետ»,- Lente.ru-ին բացատրել է նոր աշխատանքի հեղինակներից մեկը՝ Գյոթինգենի համալսարանի Ֆիզիկական քիմիայի ինստիտուտի աշխատակից Թոմաս Զյուչը: «Ավելի փոքր կլաստերների համար պարզվում է, որ ավելի էներգետիկորեն բարենպաստ է կլաստերի մակերեսային կառուցվածքը առավելագույնի հասցնելու, քան բյուրեղային միջուկի ձևավորմանը: Հետևաբար, այդպիսի կլաստերները մնում են ամորֆ»:
Երկրաչափության օրենքները թելադրում են, որ երբ կլաստերի չափը մեծանում է, մակերեսի վրա հայտնված մոլեկուլների բաժինը նվազում է։ Ինչ-որ պահի բյուրեղային ցանցի ձևավորման էներգիայի օգուտը գերազանցում է կլաստերի մակերեսի վրա մոլեկուլների օպտիմալ դասավորության առավելությունները, և տեղի է ունենում փուլային անցում: Բայց կոնկրետ երբ է գալիս այս պահը, գիտնականները չգիտեին:
Գյոթինգենի դինամիկայի և ինքնակազմակերպման ինստիտուտից պրոֆեսոր Ուդո Բաքի (Ուդո Բաք) ղեկավարությամբ աշխատող մի խումբ հետազոտողների հաջողվել է պատասխան տալ. Փորձագետները ցույց են տվել, որ մոլեկուլների նվազագույն քանակը, որոնք կարող են ձևավորել սառցե բյուրեղ, 275 գումարած կամ մինուս 25 կտոր է:
Իրենց ուսումնասիրության ընթացքում գիտնականներն օգտագործել են ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիայի մեթոդը, որն արդիականացվել է, որպեսզի ելքը կարողանա տարբերակել սպեկտրները, որոնք տալիս են ջրի կլաստերներ, որոնք չափերով տարբերվում են ընդամենը մի քանի մոլեկուլներով: Հեղինակների կողմից մշակված մեթոդը առավելագույն լուծում է տալիս 100-ից 1000 մոլեկուլ պարունակող կլաստերների համար, մասնավորապես, այս միջակայքում, ինչպես ենթադրվում էր, գտնվում է «շեմային» թիվը, որից հետո սկսվում է բյուրեղացումը:
Գիտնականները ստեղծել են ամորֆ սառույց՝ հելիումի հետ խառնված ջրային գոլորշիները շատ բարակ անցքից վակուումային խցիկ անցկացնելով։ Ջրի և հելիումի մոլեկուլները, փորձելով սեղմվել մի փոքրիկ փոսի մեջ, շարունակաբար բախվել են միմյանց և այս ջախջախման ժամանակ կորցրել են իրենց կինետիկ էներգիայի զգալի մասը: Արդյունքում արդեն «հանգստացած» մոլեկուլները, որոնք հեշտությամբ կլաստերներ են կազմում, մտան վակուումային խցիկ։
Փոխելով ջրի մոլեկուլների քանակը և համեմատելով ստացված սպեկտրները՝ հետազոտողները կարողացան հայտնաբերել սառույցի ամորֆից բյուրեղային ձևի անցման պահը (այս երկու ձևերի սպեկտրները շատ բնորոշ տարբերություններ ունեն): Գիտնականների ստացած դինամիկան լավ համընկնում էր տեսական մոդելների հետ, որոնք կանխատեսում են, որ «X կետով» անցնելուց հետո բյուրեղային ցանցի ձևավորումը սկսվում է կլաստերի միջից և տարածվում նրա եզրերին։ Նշան, որ բյուրեղացումը մոտ է (կրկին, ըստ տեսական ուսումնասիրությունների) ջրածնային կապով վեց մոլեկուլներից բաղկացած օղակի ձևավորումն է. ահա թե ինչ է տեղի ունենում, երբ կլաստերի մոլեկուլների ընդհանուր թիվը դառնում է 275: Մոլեկուլների քանակի հետագա աճը հանգեցնում է ցանցի աստիճանական աճի, իսկ 475 կտորի փուլում սառցե կլաստերի սպեկտրն արդեն լիովին չի տարբերվում սովորական բյուրեղային սառույց տվող սպեկտրից։
«Միկրո մակարդակում ամորֆից բյուրեղային վիճակի փուլային անցման մեխանիզմը դեռ մանրամասն ուսումնասիրված չէ», - բացատրում է Զեուխը: «Մենք կարող ենք համեմատել մեր փորձարարական տվյալները միայն տեսական կանխատեսումների հետ, և այս դեպքում համաձայնությունը պարզվեց. Հատկանշականորեն լավ: Այժմ, սկսած ընթացիկ արդյունքներից, մենք տեսական քիմիկոսների հետ միասին կկարողանանք շարունակել փուլային անցման ուսումնասիրությունը և, մասնավորապես, կփորձենք պարզել, թե որքան արագ է այն տեղի ունենում:
Բաքի և գործընկերների աշխատանքը պատկանում է «զուտ հիմնարար» կատեգորիային, թեև այն ունի նաև որոշակի գործնական հեռանկարներ։ Հեղինակները չեն բացառում, որ ապագայում կիրառական ոլորտներում կարող է պահանջված լինել նաև ջրի կլաստերների ուսումնասիրման համար իրենց ստեղծած տեխնոլոգիան, որը հնարավորություն է տալիս տարբերություններ տեսնել մի քանի մոլեկուլների ավելացման դեպքում։ «Մեր հոդվածում մենք նկարագրել ենք տեխնոլոգիայի բոլոր հիմնական բաղադրիչները, որպեսզի, սկզբունքորեն, այն կարող է բավականին հարմարվել այլ չեզոք մոլեկուլների կլաստերների ուսումնասիրությանը: Այնուամենայնիվ, լազերային սարքի հիմնական սկզբունքները հասկացվել են դեռևս 1917 թ. իսկ առաջին լազերը ստեղծվել է միայն 1960-ականներին»,- զգուշացնում է Zeuch-ը ավելորդ լավատեսությունից։
սառույցի բյուրեղներ
Այլընտրանքային նկարագրություններմթնոլորտային երևույթ
Տեղումների տեսակը
Ձմեռային նկարիչ նկարում է մեկ գույնով
սառնամանիք
Օդի խոնավության բյուրեղային կոնդենսատ
եղանակային երևույթ
Մոխրագույն մազեր ծառի վրա
Կապույտ, կապույտ, լարերի վրա պառկած (երգ)
Շերտ սառույցի բյուրեղներսառը մակերեսի վրա
Սառցե բյուրեղների բարակ շերտ, որը ձևավորվում է գոլորշիացման արդյունքում սառեցնող մակերեսի վրա
Սառեցնող մակերեսի վրա ձյան բարակ շերտ
Սառցե բյուրեղները առաջանում են օդում ջրի գոլորշիներից
. «թունդ» ցող
Սառնարանների ռուսական ապրանքանիշ
Գոլորշիացման հետեւանքով առաջացել է ձյան բարակ շերտ
Տեղումներ
Կապույտ բազմոց կարտոֆիլ լարերի վրա
. «Եվ ոչ ձյուն, ոչ սառույց, այլ արծաթով ծառերը կհեռացնեն» (հանելուկ)
սպիտակ տեղումներ
Լարերի վրա սառնամանիք
տեղումներ ծառերի վրա
Ձմռանը ծածկում է ծառերը
Ձմեռային հագուստի ծառ
ձյան ցողը
ձյան ծածկված խոնավություն
Ձմեռային արշավանք եղևնիների վրա
Ձյան սպիտակ տեղումներ
lacy hoarfrost
Ձյան տեղումներ
ձյան արշավանք
ձմեռային արշավանք
. «սպիտակություն» ծառերի վրա
Ձմեռային տեղումներ
Ծրարները ծրարում է ձմռանը
Խցանված գոլորշիներ
Կապույտ բազմոց կարտոֆիլ (երգ)
սառեցված գոլորշի
Ծառերի ձմեռային զգեստներ
Սպիտակ ձմեռային եզր
Կապույտ-կապույտը պառկեց լարերի վրա
. ցողը ձմռանը
ձյան ցողը
Տեղումները լարերի վրա
Ձմռանը ծառերի մեջ
Կապույտը պառկեց լարերի վրա
ձյան բարակ շերտ
Ձյուն ճյուղերի և լարերի վրա
. «Եվ եղևնին կանաչ է դառնում…»
Կապույտ բազմոց կարտոֆիլ (երգ)
Արծաթյա փայտի ավարտ
Ձմռանը տեղումները
Կապույտ տեղումներ լարերի վրա (երգ)
Սառնամանիքի մեկ այլ անուն
Ռիմե, ըստ էության
. «Քանի որ դու մտնում ես շեմը, ամենուր…»:
Hoarfrost մի խոսքով
Ցուրտ գիշերվանից հետո սառնամանիք
. «ցրտահարության կույտ»
Գրեթե ձյուն
ձյան եզր
սառեցված ցող
Գրեթե նույնը, ինչ սառնամանիքը
Առավոտյան գրեթե ձյուն
Սառույցը լարերի վրա երգում
Ձմեռային եզր թփերի վրա
սառեցված գոլորշի
ձմեռային ցող
Թփերի ձմեռային ծածկը
. «մոխրագույն մազեր» ճյուղերի վրա
. «սառնամանիք»
սառույցի բարակ շերտ
ձյան բարակ շերտ
Ձմեռային «մոխրագույն մազեր»
Թփերի ձմեռային ծածկը
Նա, որ ընկած էր լարերի վրա
Սառույցը ճյուղերի վրա
ցրտահարություն ծառերի վրա
Ձմեռային արծաթը ծառերի վրա
Գոնչարովայի նկարը
Այն, ինչ դուք պետք է պոկեք մեքենայից աշնանը
ձմեռային սառնամանիք
սառեցված գոլորշի
մթնոլորտային երևույթ
Սառցե բյուրեղների բարակ շերտ, որը ձևավորվում է գոլորշիացման արդյունքում սառեցնող մակերեսի վրա
. «Եվ եղևնին կանաչ է դառնում…»
. «Քանի որ մտնում ես շեմը, ամենուր...»:
. «Frost Pile»
. «Frosty Fluff»
. «սառեցված» ցող
. Ռոզան ձմռանը
. «մոխրագույն մազեր» ճյուղերի վրա
. «Կապույտ կապույտ ... պառկեց լարերի վրա»
. «Եվ ոչ ձյուն, ոչ սառույց, այլ արծաթով ծառերը կհեռացնեն» (հանելուկ)
. «Սպիտակություն» ծառերի վրա
Ձմեռային «մոխրագույն մազեր»
Սառեցված գոլորշիներ, խոնավություն օդում, որը նստում է օդից ավելի սառը առարկաների վրա և սառչում դրանց վրա, ինչը տեղի է ունենում սաստիկ սառնամանիքների վերադարձից հետո: Շնչառությունից սառնամանիք նստում է մորուքի, օձիքի վրա։ Ծառերի վրա՝ թանձր սառնամանիք, կուրժա, կոլբա։ Մրգերի վրա սառնամանիք, քրտնած բթություն։ Fluffy hoarfrost - դեպի դույլ: Խոշոր ցրտահարություն, ձյան կույտեր, խորը սառած հող՝ հացահատիկի արտադրության համար: Մեծ սառնամանիք ամբողջ ձմռանը, ծանր ամառ առողջության համար: Անգե մարգարեի և Դանիելի վրա՝ սառնամանիք, Սուրբ Ծննդյան տաք ժամանակ և դեկտեմբեր: Գրիգոր Նիկիի հունվարին) ցրտահարություն խոտի դեզերի վրա՝ մինչև խոնավ տարի: Hoarfrost, ծածկված ցրտահարությամբ; ցրտաշունչ; առատ սառնամանիք. Ցրտաշունչ, ցրտաշունչ, բայց ավելի փոքր չափով։ Ineel m.-ի (ից) ծառերի ճյուղերի վրա, որոնք կոտրվել են ցրտահարության ծանրությունից: Սառնա՞կ, թե՞ ցրտահարություն, ցրտահարությո՞ւն, ցրտահարվե՞լ, ցրտահարվել։ Խրճիթի անկյունները սառած են ու ցրտաշունչ, թմրած
սառեցված ցող
Կապույտ-կապույտ, պառկեցիր լարերի վրա
. «Կապույտ-կապույտ ... պառկեցի լարերի վրա»
Crystal-ը քիմիական դեղամիջոց է, որը պատկանում է մետամֆետամինների խմբին։ Այն նաև կոչվում է Blue Ice, Pervitin, SC, Blue Ice կամ Cristalius: Դեղը օգտագործում են ավելի քան 12,8 միլիոն մարդ (ըստ ՄԱԿ-ի 2017 թվականի նոյեմբերի վիճակագրության): Պահանջվում է թմրամոլների կողմից ցածր գնի, ուժեղ հոգեմետ խթանող ազդեցության պատճառով: Կախվածությունը սկսում է զարգանալ դեղերի առաջին օգտագործումից հետո։
Արտաքին տեսքի և տարածման պատմություն
C10H15N բանաձևով նոր նյութ սինթեզել է Տոկիոյի գիտնական Ակիրա Օգատան 1919 թվականին։ Այն տրվել է կամիկաձեներին՝ բյուրեղներից նրանք դարձել են անվախ, պատրաստակամորեն ինքնասպան եղել։
1930-ական թվականներին դեղը սկսեց արտադրել գերմանական Temmler Werke դեղագործական ընկերությունը (նարկոկաղերը կոչվում էին «Pervitin»)։ Սինթետիկ գործակալը ներառվել է Վերմախտի զինվորների «մարտական դիետայի» մեջ, «դեղամիջոցը» թույլ է տվել օրերով արթուն մնալ։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից հետո բյուրեղները օգտագործվել են ԱՄՆ բանակում (այն տրվել է զինվորներին մինչև 1960-ական թվականները)։
Այն, որ Pervitin-ը սարսափելի հետևանքներ առաջացնող դեղամիջոց է, խոսվում էր դեռևս 60-ականներին։ Ապացուցված է կապը «կապույտ դեղամիջոցի», բազմաթիվ ինքնասպանությունների և ամերիկացի պատերազմի վետերանների հիվանդությունների միջև։ 1975թ.-ին Բյուրեղները պաշտոնապես դասակարգվեցին որպես 1-ին կարգի (հատկապես վտանգավոր) թմրամիջոցներ. դրանք չեն կարող արտադրվել, պահպանվել և սպառվել, հակառակ դեպքում թմրամոլին կենթարկվի քրեական պատիժ:
Ինչից է պատրաստված դեղամիջոցը:
Բոլոր բյուրեղների 80%-ը արտադրվում է Մեքսիկայի և ԱՄՆ-ի ընդհատակյա խոշոր գործարաններում: Դեղամիջոցի մնացած մասը պատրաստվում է տանը աճեցված բաղադրիչներից. SC-ն կարող է պատրաստվել տանը՝ դեղատնից կամ քիմիական նյութերի խանութներից գնված բաղադրիչներից:
Էֆեդրոնը թմրամիջոցների բյուրեղի հիմնական բաղադրիչն է: Այն մեկուսացված է այնպիսի դեղամիջոցներից, ինչպիսիք են Teofedrin, Bronholitin, Bronchoton, Insanovin: Դեղերի այլ քիմիական նյութերը պատրաստվում են կարմիր ֆոսֆորից, հեղուկ ամոնիակում լուծված լիթիումից կամ մեթիլամինի հետ ֆենիլմեթիլդիկետոնից:
Էֆեկտը ուժեղացնելու համար Crystal-ի բաղադրատոմսին ավելացվում են այլ դեղամիջոցներ՝ ալյուր (կոկաին), «սփիդ», հաշիշ, «ռոմ 05» և այլն։ Էֆեդրոնը նաև զուգակցվում է քիմիական նյութերի հետ՝ մարտկոցի թթու, ջրմուղի լուծիչներ, հակասառեցնող նյութեր։ Այսպիսով, դուք կարող եք պատրաստել «խելագար խառնուրդ», որից կախվածություն ունեցողը հալյուցինացիաներով հզոր հարձակում է ապրում (բայց թունավորման հավանականությունը գերազանցում է 90%-ը)։
Ինչ տեսք ունի, ինչի նման է դա
Թմրամիջոցի անվանումը պայմանավորված էր տեսքը- կարծես սառույցի կտորներ լինեն: Սպիտակ բյուրեղները կապույտից տարբերվում են միայն գույնով, նրանց գործողությունը նույնական է։
Դեղերի գույնը կախված է բաղադրության մեջ առկա կեղտերից: Ֆոսֆորն առաջացնում է վարդագույն կամ կարմիր բյուրեղային աղ: Եթե դեղը պատրաստվել է ամոնիակով, ապա այն դեղին կլինի։ Թիոնիլքլորիդի օգտագործմամբ կատալիտիկ նվազեցումը առաջացնում է սպիտակ կամ կապույտ բյուրեղներ:
Ծծմբաթթվի ավելացված կոնցենտրացիայի դեպքում դեղամիջոցի հատիկները կդառնան կապույտ: Եթե արտադրության ընթացքում սննդի ներկ են ավելացնում (ինչպես բյուրեղյա անանուխ), ապա ստացվում են կանաչ, նարնջագույն, մանուշակագույն, սև բյուրեղներ։
Ինչպես օգտագործել
Առաջին անգամ բյուրեղները ծխում են. ահա թե ինչպես է դեղամիջոցի փոքր կոնցենտրացիան մտնում արյան մեջ (համեմատած օգտագործման այլ տեսակների հետ), իսկ թմրամոլները սխալմամբ կարծում են, որ վնասը նվազագույն է։ Նրանք ծխում են դեղը հատուկ սարքերի օգնությամբ (ապակե խողովակներ կամ փայլաթիթեղով պլաստմասե շիշ)։
Պերվիտինից պատրաստում են հոտի փոշիներ (բյուրեղները մանրացնում են փոշու մեջ, հետո ներշնչում): Դեղերի այս օգտագործումը խոցեր է առաջացնում քթի խոռոչի լորձաթաղանթի վրա, ուստի այն հազվադեպ է կիրառվում:
Կախվածության զարգացումից հետո թմրամոլներն օգտագործում են սառույցը, ինչպես հերոինը, նրանք լուծում են թմրամիջոցների բյուրեղները և ներարկվում ներարկիչով: Այսպիսով, միջոցն ավելի արագ է գործում, և ժամանումը տևում է ավելի երկար, քան ծխելիս՝ դեղը ներշնչելիս։
Ինչպես է դա աշխատում
Բյուրեղը թմրամոլի վրա ավելի ուժեղ ազդեցություն ունի, քան մյուս թմրանյութերը (երկու անգամ ավելի հզոր, քան հերոինը, տասնյակ անգամ ավելի մեծ, քան կոկաինի ազդեցությունը): Դեղը առաջացնում է.
- Երանություն.
Այն առաջանում է ներարկումից 5-6 րոպե հետո կամ ներարկումից 2 րոպե հետո։ Սկզբում մրսածություն է անցնում մարմնով։ Մկանները հանգստանում են, առաջանում է թեթևություն։ Մարդը ուրախության զգացում է ապրում։ Բեմը տեւում է 7-15 րոպե։
- «Turbo Crystal» (ժամանում).
Քնկոտությունը վերանում է, թմրամոլը շատ է խոսում, շարժվում, ուզում է վազել, պարել։ Թմրամոլները գրեթե միշտ ցանկանում են սեքսով զբաղվել Բյուրեղների տակ: Ինքնապահպանման զգացումը կորչում է, ցավի շեմը՝ նվազում։ Ընկերասիրությունն ու երջանկությունը փոխարինվում են ագրեսիվությամբ։ Այս ակցիան տևում է 5-ից 12 ժամ։
- Թափոններ.
Երրորդ փուլում մարդն ընկնում է թմբիրի մեջ, չի արձագանքում խոսքերին։ Չնայած այս փուլում դուրսբերումը տեղի չի ունենում, թմրամոլը, փորձելով նորից ուրախացնել, ընդունում է Բյուրեղի նոր չափաբաժին, մեկնարկում մետամֆետամինի մարաթոնը: Եթե նա դեղ չընդունի, ապա կքնի 15-ից 28 ժամ։ Արթնանալուց հետո առաջանում են հեռացման ախտանիշներ։
Ինչ է վտանգավոր նյութը
Crystal դեղամիջոցի վնասակարությունն այն է, որ այն առաջացնում է ուղեղի արհեստական խթանում։ Առանց դոզայի խանգարվում է բոլոր ներքին օրգանների կենտրոնական նյարդային համակարգի կարգավորումը, իսկ չափաբաժնի դեպքում առաջանում է գերգրգռում` նեյրոհաղորդիչների ավելորդ արտազատում, ինչը թմրամոլին դարձնում է անկառավարելի:
Հուզականության բարձրացումը դրդում է հանցագործությունների (բռնաբարություն, կողոպուտ, ծեծ, սպանություն): Ցավի շեմի նվազեցումը և վախի զգացման բացակայությունը մեծացնում են դժբախտ պատահարների ռիսկը։ Դոզայի տակ թմրամոլները հեշտությամբ ցատկում են բարձրությունից, բարձրանում ճանապարհի երթևեկելի հատված, մեքենա վարում առավելագույն արագությամբ:
Ընդունման նշաններն ու ախտանիշները
Մետամֆետամինը ավելի երկար է պահպանվում, քան մյուս նյութերը (ազդեցությունը տևում է մինչև 12 ժամ): Այս պահին թմրամոլը չի ուզում ուտել, քնել, հոգնածություն չի զգում։ Դեղը գործում է դոպի պես՝ մարդն ավելի արագ է վազում, իրեն ավելի ուժեղ է զգում, ավելի խելացի։ Դուք կարող եք ճանաչել, թե ով է ընդունել Crystal-ը հետևյալ ախտանիշներով.
- Հիպերտրոֆիկ հույզեր. Վախը վերածվում է պարանոյայի. Զայրույթն արտահայտվում է ֆիզիկական բռնությամբ։ Հակառակ սեռի նկատմամբ համակրանքը չափազանց մոլուցքային է:
- Բյուրեղապակի տակ գտնվող թմրամոլն անկառավարելի է, չի ընդունում խորհուրդներ ու խնդրանքներ, կատարում է ոչ պատշաճ գործողություններ։
- Թմրամոլի դեմքը աղավաղված է դեմքի անբնական արտահայտություններից, բյուրեղի տակ աչքերի ուժեղ լայնացում է նկատվում, հայացքը խելագար է թվում։
Հալյուցինացիաները հայտնվում են փորձառու թմրամոլների մոտ կամ Բյուրեղի մեծ չափաբաժին օգտագործելիս: Ավելի հաճախ շոշափելի խափանումներ են լինում. թվում է, թե անտեսանելի մեկը դիպչում է, որ մրջյունները վազում են մաշկի տակ։
Կախվածության առաջացումը և զարգացումը
Բյուրեղներից «բարձր» գինը ակնթարթային կախվածություն է: Դեղամիջոցի առաջին չափաբաժնից առաջանում է հոգեբանական կախվածություն, որն արտահայտվում է ակտիվությունը խթանելու, քնկոտությունից ազատվելու, տրամադրությունը բարելավելու և զով զգալու ցանկությամբ։ Դեղամիջոցի առանց դոզայի կանոնավոր օգտագործումից մոտ մեկ շաբաթ հետո տեղի է ունենում հոգեկան խանգարում - տրամադրությունը վատանում է (մինչև դեպրեսիվ վիճակ), առաջանում է հուսահատության զգացում, ֆոբիաները սրվում են:
Ֆիզիկական կախվածությունը բյուրեղյա դեղամիջոցներից առաջանում է 3-4 շաբաթ շարունակական օգտագործումից հետո։ Առանց նոր չափաբաժնի թմրամոլը հիվանդանում է, փսխում է, տառապում է միգրենից, անքնությունից, ցնցումներից, որովայնի ցավից։ Այս ամենն անցնում է դեղեր ընդունելուց հետո, ինչը ձեզ հուշում է անընդհատ ներարկել, հոտոտել Բյուրեղը։
Չափից մեծ դոզա. նշաններ և առաջին օգնություն
Առաջին ամիսներին թմրամոլները սկսում են 5-20 մգ բյուրեղից: Օրգանիզմի արագ հարմարվողականության պատճառով դոզաների ավելացման անհրաժեշտություն կա։ Վեց ամիս անց մարդն իրեն ներարկում է ավելի քան 120 մգ դեղամիջոց, որն անվտանգ չէ։ Մարդկանց 30%-ի մոտ այս կոնցենտրացիան առաջացնում է չափից մեծ դոզա։ 150 մգ-ը թունավորում է առաջացնում թմրամոլների 65%-ի մոտ։ 200 մգ-ը 96%-ի մոտ մահվան պատճառ է դառնում:
Crystal-ի չափից մեծ դոզայի դեպքում թմրամոլի մարմնի ջերմաստիճանը կտրուկ բարձրանում է (մինչև 41,5 ° C) և արյան ճնշումը։ Գոյություն ունեն տախիկարդիայի տարբեր ձևեր, առիթմիաներ։ Սկսվում է փսիխոզ, էպիլեպտիկ նոպաներ: Հաճախ զարգանում է սուր շնչառական անբավարարություն, երիկամների և լյարդի անբավարարություն:
Օգտագործման հետևանքները
Բյուրեղի կամ այլ մետամֆետամինի կործանարար ազդեցության մեջ համոզվելու համար արժե նայել թմրամոլների արտաքին տեսքին։ Մաշկի, մազերի, ատամների վիճակը ցույց է տալիս, որ դրանք խորապես հիվանդ մարդիկ են։
Իմունիտետը նվազում է բյուրեղից, առաջանում է անոթային դիստոնիա, երիկամների, լյարդի, սրտի անբավարարություն. Դեղը առաջացնում է կենտրոնական նյարդային համակարգի անդառնալի պաթոլոգիաներ: Զարգանում է դեմենցիա և շիզոֆրենիա։ Գիտնականներն ապացուցել են, որ սինթետիկ դեղամիջոցը հրահրում է ուռուցքաբանություն. թմրամոլների մոտ հաճախ ախտորոշվում է գլխուղեղի, շնչառական օրգանների քաղցկեղ (ծխելիս և թմրամիջոց ներշնչելիս), տղամարդկանց մոտ՝ շագանակագեղձի և կանանց մոտ՝ ձվարանների:
Բուժում
Բյուրեղից կախվածությունից ինքնուրույն ազատվելն անհնար է երկար (40 օրից ավելի) դադարեցման պատճառով: Ինքնաբուժումը վտանգավոր է. դուրսբերման ժամանակահատվածում ճնշումը մեծապես բարձրանում է, առաջանում է հիպերտերմիա՝ սպառնալով սրտի կանգ, ինսուլտ:
Կրիստալի չափից մեծ դոզայի դեպքում շտապ օգնություն են կանչում, թմրամոլին տեղափոխում են թունաբանական բաժանմունք։Այնտեղ իրականացնում են դետոքսիկացիա, դնում են հակաքոլիներգիկներ։ Հիվանդին ծայրահեղ ծանր վիճակից հանելուց հետո խորհուրդ է տրվում նրան տեղափոխել նարկոլոգիական կլինիկա։ Այնտեղ ժուժկալությունը թեթևացնելու համար դեղեր են տալիս, որոնք նվազեցնում են արյան ճնշումը, նորմալացնում ուղեղի, լյարդի և երիկամների աշխատանքը։ Անպայման տրամադրվել է հոգե-նյարդաբանական օգնություն՝ խանգարումների կանխարգելման համար նյարդային համակարգ(քրոնիկ անքնություն, փսիխոզ, դեպրեսիա):
Եզրակացություն
Երբ ձեռնպահությունը տապալվում է, թմրամոլին խորհուրդ է տրվում 3-7 ամսով գնալ հոգեթերապևտիկ սեանսների։ Դրանք անհրաժեշտ են թմրամիջոցներից հրաժարվելու մոտիվացիա զարգացնելու, ինչպես նաև թմրամոլություն հրահրող խնդիրները լուծելու համար։
Գտա՞ք ձեր հարցի պատասխանը։
