작은 얼음 결정이라고 합니다. 최소 분자 수. 입원 징후 및 증상
O. V. Mosin, I. Ignatov(불가리아)
주석 지구에서 생명을 유지하는 데 있어 얼음의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 얼음은 동식물의 생활조건과 생활에 큰 영향을 미치며, 다른 유형인간의 경제 활동. 물을 덮고 있는 얼음은 밀도가 낮아 자연에서 떠다니는 스크린 역할을 하여 강과 저수지가 더 이상 얼지 않도록 보호하고 수중 거주자의 생명을 보호합니다. 다양한 목적을 위한 얼음의 사용(적설, 얼음 횡단 및 등온 창고 배치, 저장 시설 및 광산의 얼음 부설)은 얼음 기술, 눈 기술, 공학과 같은 수문 기상 및 공학 과학의 여러 섹션의 주제입니다. 영구 동토층뿐만 아니라 얼음 정찰, 쇄빙 운송 및 제설기를 위한 특별 서비스 활동. 천연얼음은 특수 생산하여 수확한 식품, 생물, 의약품 등의 저장 및 냉각에 사용되며, 얼음을 녹여 만든 녹은 물은 민간요법에서 신진대사를 증가시키고 체내 독소를 제거하는 데 사용됩니다. 이 기사는 독자에게 거의 알려지지 않은 새로운 특성과 얼음의 변형을 소개합니다.
얼음은 최신 데이터에 따르면 14가지 구조적 변형이 있는 결정질 형태의 물입니다. 그 중에는 얼음의 결정 격자를 형성하는 수소 결합으로 연결된 물 분자의 상호 배열과 물리적 특성이 서로 다른 결정질(천연 얼음)과 비정질(입방 얼음) 및 준안정 변형이 있습니다. 일반적인 경우를 제외하고는 모두 천연 얼음육각형 격자에서 결정화되는 I h 는 물 분자의 수소 결합 각도가 변하고 육각형 이외의 결정 시스템이 변할 때 드라이 아이스와 액체 질소의 매우 낮은 온도와 수천 기압의 고압에서 이국적인 조건에서 형성됩니다. 형성된다. 이러한 조건은 우주 조건을 연상케 하며 지구에서는 발견되지 않습니다.
자연에서 얼음은 주로 다이아몬드의 구조와 유사한 육각형 격자로 결정화되는 하나의 결정체로 표시됩니다. 여기서 각 물 분자는 2.76옹스트롬과 동일한 거리에 있는 가장 가까운 4개의 분자로 둘러싸여 있습니다. 정사면체의 꼭짓점에서. 낮은 배위수로 인해 얼음의 구조는 0.931g/cm 3 인 낮은 밀도에 영향을 미치는 네트워크 구조입니다.
얼음의 가장 특이한 특성은 놀랍도록 다양한 외부 현상입니다. 같은 결정 구조를 가지고 있어도 투명한 우박과 고드름, 푹신한 눈 조각, 조밀하고 반짝이는 얼음 껍질 또는 거대한 빙하 덩어리의 형태를 취하여 완전히 다르게 보일 수 있습니다. 얼음은 자연에서 대륙, 부유 및 지하 얼음, 눈과 흰 서리의 형태뿐만 아니라. 인간 거주의 모든 영역에 널리 퍼져 있습니다. 눈과 얼음은 대량으로 수집되어 개별 결정이나 눈송이와는 근본적으로 다른 특성을 가진 특수 구조를 형성합니다. 자연 얼음은 주로 후속 압축 및 재결정의 결과로 고체 대기 강수에서 형성된 퇴적 변성 기원의 얼음에 의해 형성됩니다. 자연 얼음의 특징은 입도와 밴딩입니다. 입도는 재결정화 과정으로 인한 것입니다. 빙하의 각 알갱이는 불규칙한 모양의 결정으로, 한 결정의 돌출부가 다른 결정의 오목한 부분에 꼭 맞도록 얼음 덩어리의 다른 결정과 밀접하게 인접해 있습니다. 이러한 얼음을 다결정체라고 합니다. 그것에서 각 얼음 결정은 결정의 광축 방향에 수직인 기저면에서 서로 겹치는 가장 얇은 잎의 층입니다.
지구에 있는 얼음의 총 매장량은 약 3천만 톤으로 추산됩니다. km 3(1 번 테이블). 대부분의 얼음은 남극 대륙에 집중되어 있으며 그 두께가 4에 이릅니다. km.태양계의 행성과 혜성에 얼음이 존재한다는 증거도 있습니다. 얼음은 우리 행성의 기후와 생명체의 거주에 매우 중요하기 때문에 과학자들은 얼음을 위한 특별한 환경인 빙권을 지정했습니다. 그 경계는 대기권과 지각 깊숙이까지 확장됩니다.
탭. 하나. 얼음의 수량, 분포 및 수명.
- 얼음의 종류; 무게; 유통 지역; 평균 농도, g/cm2; 체중 증가율, g/년; 평균 수명, 년
- G; %; 백만 km2; %
- 빙하; 2.4 1022; 98.95; 16.1; 10.9 스시 1.48 105; 2.5 1018; 9580
- 지하 얼음; 2 1020; 0.83; 21; 14.1 스시 9.52 103; 6 1018; 30-75
- 해빙; 3.5 1019; 0.14; 26; 7.2 바다 1.34 102; 3.3 1019; 1.05
- 눈 덮개; 1.0 1019; 0.04; 72.4; 14.2 지구 14.5; 2 1019; 0.3-0.5
- 빙산; 7.6 1018; 0.03; 63.5; 18.7 바다; 14.3; 1.9 1018; 4.07
- 대기 얼음; 1.7 1018; 0.01; 510.1; 100 지구; 3.3 10-1; 3.9 1020; 4 10-3
얼음 결정은 모양과 비율이 독특합니다. 얼음의 얼음 결정을 포함하여 성장하는 모든 자연 결정은 내부 에너지의 최소 관점에서 유리하기 때문에 이상적이고 규칙적인 결정 격자를 만들기 위해 항상 노력합니다. 알려진 바와 같이 모든 불순물은 결정의 모양을 왜곡하므로 물의 결정화 중에 물 분자가 먼저 격자에 내장되고 이물질의 이물질과 불순물 분자가 액체로 옮겨집니다. 그리고 불순물이 갈 곳이 없을 때만 얼음 결정이 구조를 만들기 시작하거나 농축 된 비 동결 액체 인 염수와 함께 속이 빈 캡슐 형태로 남습니다. 따라서 해빙은 신선하고 가장 더러운 수역조차도 투명하고 순수한 얼음. 얼음이 녹으면 불순물이 염수로 옮겨집니다. 행성 규모에서 물의 동결 및 해빙 현상은 물의 증발 및 응축과 함께 지구의 물이 끊임없이 스스로 정화되는 거대한 정화 과정의 역할을 합니다.
탭. 2. 얼음의 몇 가지 물리적 특성 I.
재산
의미
메모
열용량, cal/(g °C) 용융열, cal/g 기화열, cal/g
0.51(0°C) 79.69 677
온도가 감소함에 따라 크게 감소합니다.
열팽창 계수, 1/°C
9.1 10-5 (0°C)
다결정 얼음
열전도율, cal/(cm sec °C)
4.99 10 -3
다결정 얼음
굴절률:
1.309(-3°C)
다결정 얼음
특정 전기 전도도, ohm-1 cm-1
10-9(0°C)
겉보기 활성화 에너지 11 kcal/mol
표면 전기 전도도, ohm-1
10-10(-11°C)
겉보기 활성화 에너지 32 kcal/mol
탄성 계수, dyne/cm2
9 1010(-5°C)
다결정 얼음
저항, MN/m2: 분쇄 인열 전단
2,5 1,11 0,57
다결정 얼음 다결정 얼음 다결정 얼음
동점도, 포이즈
다결정 얼음
변형 및 기계적 이완 중 활성화 에너지, kcal/mol
0에서 273.16K까지 선형적으로 0.0361kcal/(mol °C) 증가
참고: 1cal/(g °C)=4.186kJ/(kg·K); 1 옴 -1 cm -1 \u003d 100 sim / m; 1 dyn = 10 -5 N ; 1N = 1kg m/s²; 1다인/cm=10-7N/m; 1 cal / (cm 초 ° C) \u003d 418.68 W / (m·K); 1 포아즈 \u003d g / cm s \u003d 10 -1 N 초 / m 2.
지구에 얼음이 광범위하게 분포되어 있기 때문에 얼음의 물리적 특성(표 2)과 다른 물질의 특성 차이는 많은 자연 과정에서 중요한 역할을 합니다. 얼음은 밀도, 압력, 부피 및 열전도율의 이상과 같이 생명을 유지하는 다른 많은 특성과 이상을 가지고 있습니다. 물 분자를 결정으로 연결하는 수소 결합이 없다면 얼음은 -90°C에서 녹습니다. 그러나 이것은 물 분자 사이에 수소 결합이 있기 때문에 발생하지 않습니다. 얼음은 물보다 밀도가 낮기 때문에 물 표면에 떠 있는 덮개를 형성하여 열전도율이 물보다 훨씬 낮기 때문에 강과 저수지를 바닥 결빙으로부터 보호합니다. 동시에 +3.98 °C에서 가장 낮은 밀도와 부피가 관찰됩니다(그림 1). 물을 0 0 C로 추가 냉각하면 점차적으로 감소하지 않고 물이 얼음으로 변할 때 부피가 거의 10 % 증가합니다. 물의 이러한 거동은 결정 격자가 주기적인 구조를 가질 뿐만 아니라 다른 차수의 대칭축을 갖는 준결정과 유사하게 물에서 액체와 준결정의 두 평형상이 동시에 존재함을 나타냅니다. 이전에 결정 학자의 아이디어와 모순되는 존재. 국내의 저명한 이론물리학자 Ya. I. Frenkel이 처음 제시한 이 이론은 액체 분자 중 일부는 준결정 구조를 형성하고 나머지 분자는 기체 상태로 자유롭게 볼륨을 통해 이동합니다. 고정된 물 분자의 작은 이웃에 있는 분자의 분포는 더 느슨하지만 결정질을 다소 연상시키는 특정 순서를 갖습니다. 이러한 이유로 물의 구조는 원자 또는 분자의 상호 배열에서 대칭과 질서의 존재를 갖는 준결정 또는 결정 유사라고도 합니다.
쌀. 하나. 온도에 대한 얼음과 물의 특정 부피의 의존성
또 다른 성질은 얼음의 유속은 활성화 에너지에 정비례하고 절대온도에 반비례하므로 온도가 내려갈수록 얼음은 성질상 절대 고체에 가까워진다. 평균적으로 용융에 가까운 온도에서 얼음의 유동성은 암석의 유동성보다 10 6배 높습니다. 유동성으로 인해 얼음은 한 곳에 쌓이지 않고 끊임없이 빙하의 형태로 움직입니다. 다결정 얼음에서 유속과 응력 사이의 관계는 쌍곡선입니다. 전력 방정식으로 대략적으로 설명하면 전압이 증가함에 따라 지수가 증가합니다.
가시광선은 광선이 얼음 결정을 통과하기 때문에 실제로 얼음에 흡수되지 않지만 자외선과 태양으로부터의 대부분의 적외선을 차단합니다. 스펙트럼의 이러한 영역에서 얼음은 절대적으로 검은색으로 나타납니다. 스펙트럼의 이러한 영역에서 빛의 흡수 계수가 매우 높기 때문입니다. 눈에 떨어지는 백색광은 얼음 결정과 달리 흡수되지 않고 얼음 결정에서 여러 번 굴절되어 얼굴에서 반사됩니다. 그래서 눈이 하얗게 보입니다.
얼음(0.45)과 눈(0.95까지)의 반사율이 매우 높기 때문에 눈으로 덮인 면적은 연간 평균 약 7200만 헥타르입니다. km 2두 반구의 고위도 및 중위도에서 - 태양열을 정상보다 65% 적게 받고 강력한 냉각 소스입니다. 지구의 표면, 이는 주로 현대 위도 기후 구역을 결정합니다. 여름에는 극지방에서 태양 복사가 적도 벨트보다 크지 만 흡수 된 열의 상당 부분이 녹는 열이 매우 높은 얼음을 녹이는 데 소비되기 때문에 온도는 낮게 유지됩니다.
얼음의 다른 특이한 특성은 성장하는 결정에 의한 전자기 복사의 생성을 포함합니다. 물에 용해된 대부분의 불순물은 얼음이 자라기 시작할 때 얼음으로 옮겨지지 않는 것으로 알려져 있습니다. 그들은 얼어 붙습니다. 따라서 가장 더러운 웅덩이에서도 얼음막이 깨끗하고 투명합니다. 이 경우 불순물은 서로 다른 부호의 전하의 두 층 형태로 고체 및 액체 매체의 경계에 축적되어 상당한 전위차를 유발합니다. 하전된 불순물층은 하부 경계를 따라 이동 어린 얼음그리고 전자파를 방출합니다. 덕분에 결정화 과정을 자세히 관찰할 수 있습니다. 따라서 바늘 형태로 길이가 증가하는 결정은 측면 프로세스로 덮인 것과 다르게 방사되고 성장하는 입자의 방사는 결정이 균열될 때 발생하는 방사와 다릅니다. 복사 펄스의 모양, 순서, 주파수 및 진폭에서 얼음이 얼는 속도와 얼음 구조의 종류를 결정할 수 있습니다.
그러나 얼음 구조에서 가장 놀라운 것은 탄소나노튜브 내부의 저온 고압의 물 분자가 DNA 분자를 연상시키는 이중 나선 형태로 결정화할 수 있다는 점이다. 이것은 미국 네브래스카 대학(University of Nebraska)의 Xiao Cheng Zeng이 이끄는 미국 과학자들의 최근 컴퓨터 실험에 의해 입증되었습니다. 모의실험에서 물이 나선을 형성하기 위해 직경 1.35~1.90nm의 나노튜브에 10~40,000기압의 고압력을 가하고 온도를 -23°C로 설정하였다. 모든 경우에 물이 얇은 관형 구조를 형성하는 것을 볼 것으로 예상되었습니다. 그러나 이 모델은 1.35nm의 나노튜브 직경과 40,000기압의 외부 압력에서 얼음 구조의 수소 결합이 구부러져 내부 및 외부 이중벽 나선을 형성한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 조건하에서 내벽은 4중 나선으로 꼬여 있고 외벽은 DNA 분자와 유사한 4개의 이중 나선으로 구성되어 있다(Fig. 2). 이 사실은 매우 중요한 DNA 분자의 구조와 물 자체의 구조 사이의 연결을 확인하는 역할을 할 수 있으며 물은 DNA 분자의 합성을 위한 매트릭스 역할을 합니다.
쌀. 2. DNA 분자를 닮은 나노튜브의 동결된 물 구조의 컴퓨터 모델(Photo from New Scientist, 2006)
에서 발견되고 조사된 물의 가장 중요한 특성 중 하나는 최근, 물은 과거 영향에 대한 정보를 기억하는 능력이 있다는 사실에 있습니다. 이것은 일본 연구원 Masaru Emoto와 우리 동포 Stanislav Zenin에 의해 처음으로 증명되었으며, 그는 벌크 다면체 구조의 순환적 연관으로 구성된 물 구조의 클러스터 이론을 최초로 제안한 사람 중 하나였습니다. 2 O) n, 여기서 n은 최근 데이터에 따르면 수백, 수천 단위에 도달할 수 있습니다. 물이 정보 속성을 갖는 것은 물에 클러스터가 존재하기 때문입니다. 연구원들은 다양한 전자기장 및 음향장, 멜로디, 기도, 말 또는 생각으로 물이 얼음 미세결정으로 얼어붙는 과정을 사진에 담았습니다. 아름다운 멜로디와 단어의 형태로 긍정적인 정보의 영향으로 얼음이 대칭적인 육각형 결정으로 얼어붙은 것으로 나타났습니다. 리듬이 없는 음악이 울리고 화를 내고 모욕적인 말을 하는 곳에서는 반대로 물이 얼어붙어 혼란스럽고 형태가 없는 결정이 됩니다. 이것은 물이 외부 정보의 영향에 민감한 특별한 구조를 가지고 있다는 증거입니다. 아마도 85~90%가 물로 구성된 인간의 뇌는 물에 대한 강한 구조화 효과가 있는 것으로 추정된다.
Emoto 크리스탈은 관심과 근거가 부족한 비판을 모두 불러일으킨다. 그것들을 주의 깊게 살펴보면 구조가 6개의 상판으로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 그러나 훨씬 더 신중한 분석에 따르면 겨울의 눈송이는 항상 대칭이고 6개의 꼭대기가 있는 동일한 구조를 가지고 있습니다. 결정화된 구조에는 생성된 환경에 대한 정보가 어느 정도 포함되어 있습니까? 눈송이의 구조는 아름답거나 모양이 없을 수 있습니다. 이것은 그들이 발생하는 대조 샘플(대기의 구름)이 초기 조건과 동일한 영향을 미친다는 것을 나타냅니다. 초기 조건은 태양 활동, 온도, 지구 물리학 분야, 습도 등입니다. 이 모든 것은 소위 말하는 것에서 비롯됩니다. 평균 앙상블에서 우리는 물방울과 눈송이의 구조가 거의 동일하다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그들의 질량은 거의 같으며 비슷한 속도로 대기를 통과합니다. 대기에서 그들은 계속해서 구조를 형성하고 부피를 증가시킵니다. 구름의 다른 부분에서 형성되더라도 거의 동일한 조건에서 발생하는 동일한 그룹에 항상 일정한 수의 눈송이가 있습니다. 그리고 눈송이에 대한 긍정적인 정보와 부정적인 정보를 구성하는 것이 무엇인지에 대한 질문에 대한 답변은 Emoto에서 찾을 수 있습니다. 실험실 조건에서 부정적인 정보(지진, 사람에게 불리한 소리 진동 등)는 결정을 형성하지 않고 긍정적인 정보는 그 반대입니다. 한 요소가 얼마나 같거나 유사한 눈송이 구조를 형성할 수 있는지는 매우 흥미롭습니다. 가장 높은 밀도의 물은 4 °C의 온도에서 관찰됩니다. 온도가 영하로 떨어지면 육각형 얼음 결정이 형성되기 시작하면 물의 밀도가 감소한다는 것이 과학적으로 입증되었습니다. 이것은 물 분자 사이의 수소 결합 작용의 결과입니다.
이러한 구조화의 이유는 무엇입니까? 결정은 고체이며 구성 원자, 분자 또는 이온은 3차원 공간 차원에서 규칙적이고 반복적인 구조로 배열됩니다. 물 결정의 구조는 약간 다릅니다. 아이작에 따르면 얼음에 있는 수소 결합의 10%만이 공유 결합입니다. 상당히 안정적인 정보를 제공합니다. 한 물 분자의 산소와 다른 물 분자의 수소 사이의 수소 결합은 외부 영향에 가장 민감합니다. 결정이 형성되는 동안 물의 스펙트럼은 시간에 따라 상대적으로 다릅니다. Antonov와 Yuskeseliyev가 증명한 물방울의 이산 증발 효과와 수소 결합의 에너지 상태에 대한 의존성에 따라 결정 구조에 대한 답을 찾을 수 있습니다. 스펙트럼의 각 부분은 물방울의 표면 장력에 따라 다릅니다. 스펙트럼에는 눈송이의 파급 효과를 나타내는 6개의 피크가 있습니다.
분명히 Emoto의 실험에서 초기 "대조군" 샘플은 결정의 모양에 영향을 미칩니다. 이는 특정 요인에 노출된 후 이러한 결정의 형성을 예상할 수 있음을 의미합니다. 동일한 결정체를 얻는 것은 거의 불가능합니다. "사랑"이라는 단어가 물에 미치는 영향을 테스트할 때 Emoto는 이 실험이 다른 샘플로 수행되었는지 여부를 명확하게 나타내지 않았습니다.
Emoto 기법이 충분히 차별화되는지 여부를 테스트하기 위해 이중 블라인드 실험이 필요합니다. 물 분자의 10%가 동결 후 공유 결합을 형성한다는 아이작의 증거는 물이 동결될 때 이 정보를 사용한다는 것을 보여줍니다. 이중 맹검 실험 없이도 Emoto의 업적은 물의 정보적 특성과 관련하여 매우 중요합니다.
천연 눈송이, 윌슨 벤틀리, 1925
천연수에서 얻은 에모토 눈송이
하나는 자연적인 눈송이이고 다른 하나는 Emoto가 만든 것으로 물 스펙트럼의 다양성이 무한하지 않다는 것을 나타냅니다.
지진, 소피아, 4.0 리히터 규모, 2008년 11월 15일,
박사 Ignatov, 2008©, Prof. Antonov의 장치©
이 수치는 대조군 샘플과 다른 날에 채취한 샘플 간의 차이를 나타냅니다. 물 분자는 자연 현상 동안 스펙트럼의 두 피크뿐만 아니라 물에서 가장 활발한 수소 결합을 끊습니다. 연구는 Antonov 장치를 사용하여 수행되었습니다. 생물물리학적 결과는 지진 발생 시 신체의 활력이 감소하는 것으로 나타났습니다. 지진 동안 물은 Emoto의 연구실에 있는 눈송이에서 구조를 변경할 수 없습니다. 지진 동안 물의 전기 전도도가 변했다는 증거가 있습니다.
1963년 탄자니아 남학생 에라스토 음펨바(Erasto Memba)는 뜨거운 물이 찬 물보다 빨리 어는 것을 발견했습니다. 이 현상을 음펨바 효과라고 합니다. 물의 독특한 성질은 아리스토텔레스, 프랜시스 베이컨, 르네 데카르트에 의해 훨씬 더 일찍 발견되었지만. 이 현상은 여러 독립적인 실험을 통해 여러 번 입증되었습니다. 물에는 또 다른 이상한 속성이 있습니다. 끓인 물의 DNES(Differential Non-Equilibrium Energy Spectrum)는 상온에서 채취한 샘플보다 물 분자 간의 수소 결합 평균 에너지가 낮기 때문에 끓인 물이 에너지를 덜 필요로 한다는 설명이다. 결정을 구조화하고 동결하기 시작합니다.
얼음의 구조와 특성의 핵심은 결정 구조에 있습니다. 얼음의 모든 변형의 결정은 수소 결합으로 특정 배열의 수소 결합을 갖는 3차원 메쉬 프레임으로 연결된 물 분자 H 2 O로 구성됩니다. 물 분자는 단순히 사면체(삼각형 밑변을 가진 피라미드)로 상상할 수 있습니다. 그 중심에는 sp 3 혼성화 상태에 있는 산소 원자와 두 개의 꼭짓점에 수소 원자가 있으며, 그 중 1s 전자 중 하나는 공유 결합 형성에 관여합니다. N-연결 정보산소와 함께. 나머지 두 정점은 분자 내 결합 형성에 참여하지 않는 짝을 이루지 않은 산소 전자 쌍에 의해 점유되므로 고독이라고합니다. H 2 O 분자의 공간적 모양은 수소 원자의 상호 반발과 중심 산소 원자의 고독한 전자 쌍으로 설명됩니다.
수소 결합은 분자간 상호작용의 화학에서 중요하며 약한 정전기력과 공여체-수용체 상호작용에 의해 구동됩니다. 그것은 한 물 분자의 전자가 부족한 수소 원자가 이웃 물 분자의 산소 원자의 고독한 전자쌍(О-Н...О)과 상호작용할 때 발생합니다. 구별되는 특징수소 결합은 상대적으로 강도가 낮습니다. 화학적 공유결합보다 5~10배 약하다. 에너지 측면에서 수소 결합은 분자를 고체 또는 액체 상태로 유지하는 화학 결합과 반 데르 발스 상호 작용 사이의 중간 위치를 차지합니다. 얼음 결정의 각 물 분자는 109 ° 47 "와 같은 엄격하게 정의된 각도에서 다른 이웃 분자와 동시에 4개의 수소 결합을 형성할 수 있으며, 이는 물이 얼 때 조밀한 구조의 형성을 허용하지 않습니다. 3) 얼음 구조 I, Ic, VII 및 VIII에서 이 사면체는 규칙적이며, 얼음 II, III, V 및 VI의 구조에서 사면체가 눈에 띄게 왜곡됩니다. 얼음 VI, VII 및 VIII의 구조에서 두 개의 수소 결합의 상호 교차 시스템은 구별할 수 있습니다.이 보이지 않는 수소 결합 구조는 격자 형태로 물 분자를 배열하며, 구조는 속이 빈 내부 채널이 있는 육각형 벌집과 유사합니다.얼음이 가열되면 격자 구조가 파괴됩니다: 물 분자는 격자의 공극으로 떨어지기 시작하여 액체의 밀도가 더 높은 구조로 이어집니다. 이것은 물이 얼음보다 무거운 이유를 설명합니다.
쌀. 삼. 4개의 H 2 O 분자 사이에 수소 결합 형성(빨간색 볼은 중심 산소 원자, 흰색 볼은 수소 원자를 나타냄)
얼음 구조의 특성인 수소 결합의 특이성과 분자간 상호 작용은 얼음 결정이 녹는 동안 전체 수소 결합의 15%만이 파괴되기 때문에 녹은 물에서 보존됩니다. 따라서 각 물 분자와 네 이웃("단거리 순서") 사이의 얼음 고유의 결합은 위반되지 않지만 산소 프레임워크 격자가 더 확산됩니다. 물이 끓을 때도 수소 결합이 유지될 수 있습니다. 수소 결합은 수증기에만 존재하지 않습니다.
대기압에서 형성되고 0 ° C에서 녹는 얼음은 가장 친숙하지만 아직 완전히 이해되지 않은 물질입니다. 구조와 속성의 많은 부분이 비정상적으로 보입니다. 얼음 결정 격자의 마디에서 물 분자의 사면체의 산소 원자가 규칙적으로 배열되어 육각형 벌집과 같은 정육각형을 형성하고 수소 원자가 산소 원자를 연결하는 수소 결합의 다양한 위치를 차지합니다( 그림 4). 따라서 물 분자는 이웃에 대해 6가지 등가 방향이 있습니다. 동일한 수소 결합에 두 개의 양성자가 동시에 존재할 가능성은 거의 없기 때문에 그들 중 일부는 제외되지만 물 분자의 방향에는 충분한 불확실성이 남아 있습니다. 고체 물질에서 모든 원자는 동일한 법칙을 따르기 때문에 원자의 이러한 행동은 비정형적입니다. 즉, 규칙적으로 배열된 원자이고, 그 다음에는 결정이거나, 무작위로, 그 다음에는 무정형 물질입니다. 이러한 특이한 구조는 Ih, III, V, VI, VII의 대부분의 얼음 변형에서 실현될 수 있으며(그리고 분명히 Ic에서도)(표 3), 얼음 II, VIII 및 IX, 물의 구조에서 실현될 수 있습니다. 분자는 방향으로 정렬됩니다. J. Bernal에 따르면 얼음은 산소 원자와 관련하여 결정질이며 수소 원자와 관련하여 유리질입니다.
쌀. 네. 자연육각형 얼음의 구조 I h
다른 조건, 예를 들어 고압 및 저온의 공간에서 얼음은 다르게 결정화되어 다른 결정 격자 및 수정(입방, 삼각, 정방정, 단사정 등)을 형성하며, 각각은 고유한 구조와 결정 격자( 표 3).). 다양한 변형의 얼음 구조는 러시아 연구원, 화학 과학 박사에 의해 계산되었습니다. 지.지. 말렌코프와 박사 E.A. 물리 화학 및 전기 화학 연구소의 Zheligovskaya. A.N. 러시아 과학 아카데미의 Frumkin. 얼음 II, III 및 V번째 수정온도가 -170 °C를 초과하지 않으면 대기압에서 장기간 보관됩니다(그림 5). 약 -150 ° C로 냉각되면 자연 얼음은 몇 나노미터 크기의 입방체와 팔면체로 구성된 입방체 얼음 Ic로 변합니다. 얼음 I c는 때때로 물이 모세관에서 얼 때 나타납니다. 이는 물과 벽 재료의 상호 작용 및 구조의 반복에 의해 분명히 촉진됩니다. 온도가 -110℃보다 약간 높으면 금속 기판에 밀도 0.93g/cm3의 밀도가 높고 무거운 유리질 비정질 얼음의 결정이 형성됩니다. 이 두 가지 형태의 얼음은 자발적으로 육각형 얼음으로 변할 수 있으며 빠르면 빠를수록 온도가 높아집니다.
탭. 삼. 얼음 및 물리적 매개변수의 일부 수정.
가감
결정 구조
수소 결합 길이, Å
각도 H-O-H사면체에서, 0
육각형
입방체
삼각
정방형
단사정
정방형
입방체
입방체
정방형
메모. 1 Å = 10 -10 m
쌀. 5. 다양한 수정의 결정 얼음의 상태 다이어그램.
또한 고압 얼음 - II 및 III의 삼각형 및 사각형 변형이 있습니다. 육각형 물결 모양 요소가 서로에 대해 1/3만큼 이동하여 형성된 속이 빈 에이커로 형성됩니다(그림 6 및 그림 7). 이 얼음은 비활성 기체인 헬륨과 아르곤이 있을 때 안정화됩니다. 단사정 변형의 얼음 V의 구조에서 인접한 산소 원자 사이의 각도는 860°에서 132° 범위이며, 이는 105°47'인 물 분자의 결합 각도와 매우 다릅니다. 정방형 수정의 Ice VI는 서로 삽입 된 두 개의 프레임으로 구성되며 그 사이에는 수소 결합이 없으므로 체심 결정 격자가 형성됩니다 (그림 8). 얼음 VI의 구조는 6개의 물 분자 블록인 6량체를 기반으로 합니다. 그들의 구성은 계산에 의해 주어진 안정적인 물 클러스터의 구조를 정확히 반복합니다. 얼음 VII의 저온 질서 형태인 입방 수정의 얼음 VII와 VIII는 얼음 I의 골격이 서로 삽입된 유사한 구조를 가지고 있습니다. 이후 압력이 증가함에 따라 결정 격자의 산소 원자 사이의 거리는 얼음 VII VIII는 감소하여 결과적으로 산소 원자가 규칙적인 격자로 배열되고 양성자가 정렬되는 얼음 X의 구조가 형성됩니다.
쌀. 7. III 구성의 얼음.
얼음 XI는 상압에서 72K 미만의 알칼리를 추가하여 얼음 I h를 심냉각하여 형성됩니다. 이러한 조건에서 수산기 결정 결함이 형성되어 성장하는 얼음 결정이 구조를 변경할 수 있습니다. 얼음 XI는 양성자의 정렬된 배열을 가진 마름모꼴 결정 격자를 가지며 결정의 수산기 결함 근처의 많은 결정화 중심에서 동시에 형성됩니다.
쌀. 여덟. 아이스 VI 구성.
얼음 중에는 수명이 초인 준안정형 IV 및 XII도 있으며 가장 아름다운 구조를 가지고 있습니다(그림 9 및 그림 10). 준안정 얼음을 얻으려면 액체 질소 온도에서 얼음 Ih를 1.8GPa의 압력으로 압축해야 합니다. 이 얼음은 훨씬 더 쉽게 형성되며 과냉각된 중수가 압력을 받을 때 특히 안정적입니다. 또 다른 준안정 수정 - 과냉각 중에 얼음 IX가 형성됨 얼음 III본질적으로 저온 형태를 나타냅니다.
쌀. 9. 아이스 IV 구성.
쌀. 십. 아이스 XII 구성.
단사정계 XIII와 마름모꼴 구성 XIV를 가진 얼음의 마지막 두 가지 수정은 2006년에 아주 최근에 Oxford(영국)의 과학자들에 의해 발견되었습니다. -160°C 온도에서 물의 점도가 매우 높고 순수한 과냉각수 분자가 이 정도의 양으로 모이는 것은 어렵다. 결정핵이 형성된다는 것입니다. 이것은 저온에서 물 분자의 이동성을 증가시키는 촉매인 염산의 도움으로 달성되었습니다. 지구에서는 이러한 얼음 변형이 형성될 수 없지만 냉각된 행성과 얼어붙은 위성 및 혜성의 우주 공간에 존재할 수 있습니다. 따라서 목성과 토성의 위성 표면에서 밀도와 열유속을 계산하면 가니메데와 칼리스토에 얼음 I, III, V 및 VI가 번갈아 있는 얼음 껍질이 있어야 한다고 주장할 수 있습니다. 타이탄에서 얼음은 지각이 아니라 맨틀을 형성하며, 내부 층은 얼음 VI, 기타 고압 얼음 및 포접 수화물로 구성되며 얼음 I h가 맨 위에 위치합니다.
쌀. 열하나. 자연에서 눈송이의 다양성과 모양
낮은 온도의 지구 대기의 높은 곳에서 물은 사면체에서 결정화되어 육각형 얼음 I h 를 형성합니다. 얼음 결정 형성의 중심은 바람에 의해 상층 대기로 들어 올려진 고체 먼지 입자입니다. 바늘은 개별 물 분자에 의해 형성된 6개의 대칭 방향으로 얼음의 배아 미세 결정 주위에서 자랍니다. 눈송이 주변 공기의 온도와 습도는 동일하므로 처음에는 모양이 대칭입니다. 눈송이가 형성되면서 온도가 더 높은 대기의 하층으로 점차 가라앉습니다. 여기에서 용융이 발생하고 이상적인 기하학적 모양이 왜곡되어 다양한 눈송이를 형성합니다(그림 11).
더 녹으면 얼음의 육각형 구조가 파괴되고 물의 삼중, 사, 오, 육량체(그림 12)와 자유 물 분자뿐만 아니라 클러스터의 순환 결합 혼합물이 형성됩니다. 형성된 클러스터의 구조에 대한 연구는 종종 상당히 어렵습니다. 현대 데이터에 따르면 물은 다양한 중성 클러스터(H 2 O) n과 전하를 띤 클러스터 이온 [H 2 O] + n 및 [H 2 O] - n, 수명이 10 -11 -10 -12초 사이에 동적 평형 상태에 있습니다.
쌀. 12.조성 (H 2 O) n의 가능한 물 클러스터 (a-h), 여기서 n = 5-20.
클러스터는 수소 결합의 돌출된 면으로 인해 서로 상호 작용할 수 있으며 육면체, 팔면체, 이십면체 및 십이면체와 같은 더 복잡한 다면체 구조를 형성합니다. 따라서 물의 구조는 고대 그리스 철학자이자 기하학자를 발견한 플라톤의 이름을 따서 명명된 소위 플라톤의 다면체(사면체, 육면체, 팔면체, 정이십면체, 12면체)와 관련이 있으며, 그 모양은 황금 비율에 의해 결정됩니다. (그림 13).
쌀. 13. 황금 비율에 의해 기하학적 모양이 결정되는 플라톤 솔리드.
공간 다면체의 꼭짓점(B), 면(G) 및 모서리(P)의 수는 다음 관계식으로 설명됩니다.
C + D = P + 2
정다면체의 꼭짓점 수(B) 대 면 중 하나의 모서리 수(P)의 비율은 동일한 다면체의 면 수(G) 대 모서리 수( P) 정점 중 하나에서 나옵니다. 정사면체의 경우 이 비율은 4:3, 육면체(6면) 및 팔면체(8면)의 경우 2:1, 12면체(12개의 면)와 20면체(20개의 면)의 경우 이 비율이 4:1입니다.
러시아 과학자들이 계산한 다면체 물 클러스터의 구조는 양성자 자기 공명 분광법, 펨토초 레이저 분광법, 물 결정에 대한 X선 및 중성자 회절과 같은 현대적인 분석 방법을 사용하여 확인되었습니다. 물 클러스터의 발견과 정보를 저장하는 물의 능력은 21세기의 가장 중요한 두 가지 발견입니다. 이것은 자연이 얼음 결정의 특성인 정확한 기하학적 모양과 비율의 형태로 대칭을 이루는 것이 특징임을 분명히 증명합니다.
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우리 모두는 물의 독특한 특성에 대해 여러 번 들어왔습니다. "무색, 무취의 액체"가 특별한 성질을 가지고 있지 않다면 현재의 지구상의 생명체는 불가능할 것입니다. 고체 형태의 물-얼음에 대해서도 마찬가지입니다. 이제 과학자들은 또 다른 비밀을 알아냈습니다. 방금 발표된 연구에서 전문가들은 마침내 얼음 결정을 얻기 위해 필요한 분자의 수를 정확히 결정했습니다.
독특한 연결
물의 놀라운 속성 목록은 매우 길 수 있습니다. 액체 및 고체 중 비열용량이 가장 높고 결정형의 밀도(즉, 얼음)가 액체 상태의 물의 밀도보다 작고 접착력("스틱")이 크며 표면 장력이 높습니다. 이 모든 것과 훨씬 더 많은 것이 지상에서의 삶을 그대로 허용합니다.
물은 수소 결합의 고유성, 또는 오히려 그 수에 기인합니다. 그들의 도움으로 하나의 H 2 O 분자는 4개의 다른 분자와 "결합"할 수 있습니다. 이러한 "접촉"은 공유 결합(예: 물 분자의 수소 및 산소 원자를 함께 유지하는 일종의 "보통" 결합)보다 눈에 띄게 덜 강하며 각 수소 결합을 개별적으로 끊는 것은 매우 간단합니다. 그러나 물에는 그러한 상호 작용이 많이 있으며 함께 H 2 O 분자의 자유를 눈에 띄게 제한하여 가열될 때 너무 쉽게 "동지"로부터 떨어져 나가는 것을 방지합니다. 각각의 수소 결합 자체는 아주 짧은 순간 동안 존재합니다. 이들은 끊임없이 파괴되고 재생성됩니다. 그러나 동시에 대부분의 물 분자는 "이웃"과의 상호 작용에 관여합니다.
수소 결합은 또한 결정화 동안, 즉 얼음이 형성되는 동안 물의 비정상적인 행동을 담당합니다. 바다 표면에 떠있는 빙산, 민물에 있는 얼음 껍질 - 이 모든 현상은 태어날 때부터 익숙하기 때문에 우리를 놀라게 하지 않습니다. 그러나 지구상의 주된 것이 물이 아니라 다른 액체라면, 아이스 링크도 얼음 낚시도 전혀 존재하지 않을 것입니다. 액체에서 고체 상태로 전환하는 동안 거의 모든 물질의 밀도가 증가합니다. 분자가 서로 더 밀접하게 "눌려 있기" 때문에 단위 부피당 더 많은 물질이 존재하기 때문입니다.
물은 상황이 다릅니다. 섭씨 4도까지 올라가면 H 2 O의 밀도가 규칙적으로 증가하지만 이 경계를 넘으면 8%가 갑자기 떨어집니다. 그에 따라 얼어붙은 물의 양이 증가합니다. 이 기능은 오랫동안 수리하지 않은 파이프가 있는 집의 거주자나 냉장고에 저알코올 음료를 잊어버린 사람들에게 잘 알려져 있습니다.
액체에서 고체 상태로 전환되는 동안 물의 밀도가 변칙적으로 변하는 이유는 동일한 수소 결합에 있습니다. 얼음의 결정 격자는 물 분자가 있는 6개의 모서리에 벌집 모양을 하고 있습니다. 그들은 수소 결합으로 상호 연결되어 있으며 길이는 "일반" 공유 결합의 길이를 초과합니다. 결과적으로, 고체 상태의 H 2 O 분자 사이에는 입자가 자유롭게 움직이고 서로 매우 가까워질 때 액체 상태에서 분자 사이에 있는 것보다 더 많은 빈 공간이 있습니다. 예를 들어, 액체 분자와 고체상의 분자 패킹을 시각적으로 비교한 것입니다.
지구의 주민들을 위한 물의 탁월한 특성과 특별한 중요성은 과학자들의 끊임없는 관심을 보장했습니다. 2개의 수소 원자와 1개의 산소 원자의 조합은 지구상에서 가장 주의 깊게 연구된 물질이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 그럼에도 불구하고 H 2 O를 관심 주제로 선택한 전문가는 작업없이 남겨지지 않을 것입니다. 예를 들어, 실제로 액체 상태의 물이 어떻게 고체 얼음으로 변하는지 항상 연구할 수 있습니다. 모든 속성에 극적인 변화를 일으키는 결정화 과정은 매우 빠르게 진행되며 세부 사항 중 많은 부분이 아직 알려지지 않았습니다. 매거진 마지막호 발간 후 과학한 가지 덜 미스터리: 이제 과학자들은 유리에 얼마나 많은 물 분자를 넣어야 차가울 때 내용물이 친숙한 얼음으로 변하는지 정확히 알고 있습니다.
다른 얼음
앞 문장에서 "보통"이라는 단어는 문체상의 이유로 사용되지 않습니다. 그것을 강조한다 우리 대화하는 중이 야결정체 얼음에 대해 - 벌집 모양의 육각형 격자가 있는 얼음. 그러한 얼음은 지구에서만 관습적이지만, 완전히 다른 형태의 얼음이 끝없는 성간 공간에서 우세하며, 태양에서 세 번째 행성에서 주로 실험실에서 얻습니다. 이 얼음을 무정형이라고 하며 규칙적인 구조가 없습니다.
액체 상태의 물이 매우 빠르게(밀리초 이내 또는 더 빠르게) 매우 강력하게(120 켈빈 미만 - 섭씨 영하 153.15도) 냉각되면 무정형 얼음을 얻을 수 있습니다. 이러한 극한 조건에서 H 2 O 분자는 질서 정연한 구조로 조직화할 시간이 없으며 물은 얼음보다 약간 큰 밀도의 점성 액체로 변합니다. 온도가 낮게 유지되면 물은 매우 오랫동안 무정형 얼음 형태로 남을 수 있지만, 따뜻해지면 더 친숙한 결정질 얼음 상태로 변합니다.
고체 형태의 물의 종류는 무정형 및 육각형 결정 얼음에 국한되지 않습니다. 오늘날 과학자들에게 알려진 유형은 총 15가지가 넘습니다. 지구에서 가장 흔한 얼음은 얼음 I h라고 불리지만 상층 대기에서는 결정 격자가 다이아몬드 격자와 유사한 얼음 I c도 발견할 수 있습니다. 다른 얼음 수정은 삼각, 단사정, 입방, 마름모 및 유사 마름모가 될 수 있습니다.
그러나 어떤 경우에는 이 두 상태 사이의 상전이가 일어나지 않을 것입니다. 물 분자가 너무 적으면 엄격하게 조직된 격자를 형성하는 대신 덜 정돈된 형태로 남아 있는 것을 "선호합니다". "모든 분자 클러스터에서 표면의 상호 작용은 클러스터 내부의 상호 작용과 경쟁합니다."라고 괴팅겐 대학 물리 화학 연구소 직원인 Thomas Zeuch가 Lente.ru에 설명했습니다. "더 작은 클러스터의 경우 결정체 코어를 형성하기보다 클러스터의 표면 구조를 최대화하는 것이 에너지적으로 더 유리한 것으로 판명되었습니다. 따라서 이러한 클러스터는 무정형으로 유지됩니다."
기하학의 법칙에 따르면 클러스터의 크기가 증가하면 표면에 나타나는 분자의 비율이 감소합니다. 어떤 시점에서 결정 격자의 형성으로 인한 에너지 이점이 클러스터 표면의 최적의 분자 배열의 이점을 능가하고 상전이가 발생합니다. 그러나 정확히 이 순간이 오면 과학자들은 알지 못했습니다.
괴팅겐에 있는 역학 및 자기 조직화 연구소의 Udo Buck 교수(Udo Buck)의 지도 하에 일하고 있는 연구원 그룹이 가까스로 답을 제시했습니다. 전문가들은 얼음 결정을 형성할 수 있는 분자의 최소 수는 275+25개임을 보여주었습니다.
그들의 연구에서 과학자들은 적외선 분광법을 사용하여 출력이 단지 몇 분자에 의해 크기가 다른 물 클러스터를 제공하는 스펙트럼을 구별할 수 있도록 현대화되었습니다. 저자가 개발한 방법은 100~1000개의 분자를 포함하는 클러스터에 대한 최대 해상도를 제공합니다.
과학자들은 헬륨과 혼합된 수증기를 매우 얇은 구멍을 통해 진공 챔버로 통과시켜 비정질 얼음을 만들었습니다. 작은 구멍으로 짜내려고 하면 물과 헬륨 분자가 지속적으로 서로 충돌했고 이 충돌로 인해 운동 에너지의 상당 부분이 손실되었습니다. 결과적으로 클러스터를 쉽게 형성하는 이미 "진정된"분자가 진공 챔버에 들어갔습니다.
물 분자의 수를 변경하고 결과 스펙트럼을 비교함으로써 연구원들은 무정형에서 결정형 얼음으로 전환되는 순간을 감지할 수 있었습니다(이 두 형태의 스펙트럼은 매우 특징적인 차이가 있음). 과학자들이 얻은 역학은 "X 점"을 통과한 후 결정 격자의 형성이 클러스터의 중앙에서 시작되어 가장자리로 퍼질 것으로 예측하는 이론적 모델과 잘 일치했습니다. 결정화가 임박했다는 신호(이론적 연구에 따르면)는 6개의 수소 결합 분자의 고리가 형성되는 것입니다. 이것은 클러스터의 총 분자 수가 275가 될 때 발생합니다. 분자 수의 추가 증가는 격자의 점진적인 성장으로 이어지며, 475개 단계에서 얼음 클러스터의 스펙트럼은 이미 일반 결정 얼음을 제공하는 스펙트럼과 완전히 구별할 수 없습니다.
Zeuch는 "미시적 수준에서 비결정질에서 결정질 상태로의 상전이 메커니즘은 아직 자세히 연구되지 않았습니다. 우리는 실험 데이터를 이론적인 예측과만 비교할 수 있으며, 이 경우 일치가 다음과 같이 판명되었습니다. 이제 현재의 결과를 바탕으로 우리는 이론 화학자들과 함께 상전이에 대한 연구를 계속할 수 있을 것이며 특히 상전이가 얼마나 빨리 일어나는지 알아내려고 노력할 것입니다.
Buck과 동료들의 연구는 "순전히 근본적인" 범주에 속하지만, 일부 실용적인 전망도 가지고 있습니다. 저자들은 미래에 여러 분자가 추가될 때 차이를 볼 수 있게 하는 물 클러스터 연구를 위해 만든 기술이 응용 분야에서도 요구될 수 있음을 배제하지 않습니다. "우리 기사에서 우리는 기술의 모든 핵심 구성 요소를 설명했기 때문에 원칙적으로 다른 중성 분자의 클러스터를 연구하는 데 상당히 적합할 수 있습니다. 그러나 레이저 장치의 기본 원리는 이미 1917년에 이해되었습니다. 첫 번째 레이저는 1960년대에만 만들어졌습니다. ", - Zeuch는 과도한 낙관론에 대해 경고합니다.
얼음 결정
대체 설명대기 현상
강수 유형
한 가지 색으로 그림을 그리는 겨울 예술가
서리
공기 수분의 결정질 응축수
기상 현상
나무에 회색 머리카락
파랑 파랑 전선에 누워 (노래)
층 얼음 결정시원한 표면에
냉각 표면에서 증발에 의해 형성된 얼음 결정의 얇은 층
냉각 표면에 눈의 얇은 층
공기 중의 수증기로 형성된 얼음 결정
. "뻣뻣한" 이슬
러시아 냉장고 브랜드
증발에 의해 형성된 눈의 얇은 층
강수량
전선에 파란색 소파 감자
. "눈과 얼음이 아니라 은으로 나무를 제거 할 것입니다"(수수께끼)
하얀 강수
전선에 서리
나무에 내리는 비
겨울에 나무를 덮는다
겨울 옷 나무
눈 이슬
눈 덮인 습기
전나무에 대한 겨울 습격
백설 공주
레이스 흰 서리
강설량
눈 습격
겨울 습격
. 나무에 "백색"
겨울 강수량
겨울에 나무를 감싸
응고된 연기
파란 소파 감자 (노래)
얼어붙은 증기
나무의 겨울 복장
하얀 겨울 프린지
파란색 파란색 전선에 누워
. 겨울 이슬
눈 이슬
전선의 강수
겨울에는 나무에서
파란색은 전선에 누워
얇은 눈 층
나뭇가지와 전선에 쌓인 눈
. "그리고 가문비 나무는 ... 녹색으로 변합니다"
파란 소파 감자 (노래)
실버 우드 마감
겨울의 강수
전선 위의 푸른 강수(노래)
서리의 다른 이름
사실 라임
. "문턱에 들어서면 사방에..."
한 마디로 서리
추운 밤 후의 서리
. "서리 더미"
거의 눈
스노우 프린지
얼어붙은 이슬
서리와 거의 동일
아침에 거의 눈
노래의 전선에 흰 서리
덤불에 겨울 프린지
얼어붙은 증기
겨울 이슬
수풀의 겨울 덮개
. 가지에 "회색 머리"
. "서리 솜털"
얇은 얼음층
눈의 얇은 층
겨울 "회색 머리"
수풀의 겨울 덮개
전선에 누워있는 사람
나뭇가지에 얼음
나무에 서리
나무에 겨울 은색
Goncharova의 그림
가을에 차에서 떼야 할 것
겨울 서리
얼어붙은 증기
대기 현상
냉각 표면에서 증발에 의해 형성된 얼음 결정의 얇은 층
. "그리고 가문비 나무는 ... 녹색으로 변합니다"
. "문턱에 들어서면 사방이..."
. "프로스트 더미"
. "프로스티 플러프"
. "얼어붙은" 이슬
. 겨울의 로사
. 가지에 "회색 머리"
. "파란색 ... 전선에 누워"
. "눈과 얼음이 아니라 은으로 나무를 제거 할 것입니다"(수수께끼)
. 나무의 "백색"
겨울 "회색 머리"
얼어 붙은 연기, 공기보다 차가운 물체에 정착하고 그 위에 얼어 붙는 공기의 습기는 심한 서리가 돌아온 후에 발생합니다. 호흡에서 서리가 수염, 칼라에 앉습니다. 나무, 두꺼운 흰 서리, kurzha, 플라스크. 과일에 서리, 땀이 둔한 둔감. 푹신한 흰 서리 - 양동이에. 큰 흰 서리, 눈 더미, 깊게 얼어붙은 땅, 곡물 생산. 겨울 내내 큰 서리, 건강을 위한 무거운 여름. 예언자 학개와 다니엘에 서리, 따뜻한 성탄절, 12월. Nikiy 1월의 그레고리에) 건초 더미에 서리 - 습한 해까지. 서리로 덮인 흰 서리; 싸늘한; 풍부한 서리. 서리가 내리고 서리가 내리지만 정도는 적습니다. 흰 서리의 무게로 부러진 나무 가지에서 Ineel m. 흰 서리 또는 동상, 동상, 동상?, 서리로 덮인다. 오두막의 모서리는 얼어 붙고 서리가 내리고 마비됩니다.
얼어붙은 이슬
블루 블루, 전선에 누워
. "파란색 ... 전선에 누워"
크리스탈은 메스암페타민 그룹에 속하는 화학 약품입니다. Blue Ice, Pervitin, SC, Blue Ice 또는 Cristalius라고도 합니다. 이 약물은 1280만 명이 넘는 사람들이 사용하고 있습니다(2017년 11월 UN 통계에 따르면). 저렴한 가격, 강한 정신 자극 효과 때문에 마약 중독자들이 요구합니다. 약물을 처음 사용한 후 의존성이 생기기 시작합니다.
출현 및 유통의 역사
화학식 C10H15N을 갖는 새로운 물질은 1919년 도쿄 과학자 오가타 아키라에 의해 합성되었습니다. 그것은 kamikazes에게 주어졌습니다-크리스탈에서 그들은 두려워하지 않고 쉽게 자살했습니다.
1930년대에 독일 제약 회사 Temmler Werke(마약 염은 "Pervitin"이라고 불림)에서 이 약을 생산하기 시작했습니다. 합성 물질은 Wehrmacht 군인의 "전투 식단"에 포함되었으며 "약"으로 인해 며칠 동안 깨어있었습니다. 제2차 세계대전 이후, 크리스탈은 미군에서 사용되었습니다(1960년대까지 군인들에게 주어졌습니다).
Pervitin이 끔찍한 결과를 초래하는 약물이라는 사실은 60년대에 이야기되었습니다. "청색 약"의 사용, 미국 전쟁 참전 용사들의 수많은 자살 및 질병 사이의 연관성이 입증되었습니다. 1975년에 Crystals는 공식적으로 첫 번째 범주의 마약(특히 위험한)으로 분류되었습니다. 생산, 저장 및 소비할 수 없습니다. 그렇지 않으면 마약 중독자는 형사 처벌을 받게 됩니다.
약은 무엇으로 만들어졌나요?
모든 크리스탈의 80%는 멕시코와 미국의 대규모 지하 공장에서 생산됩니다. 나머지 약은 집에서 재배한 재료로 만들어집니다. SC는 약국이나 화학 공급점에서 구입한 재료로 집에서 준비할 수 있습니다.
마황은 마약 결정의 주성분입니다. Teofedrin, Bronholitin, Bronchoton, Insanovin과 같은 약물에서 분리됩니다. 다른 약물 화학물질은 적린, 액체 암모니아에 용해된 리튬 또는 메틸아민과 함께 페닐메틸디케톤으로 만들어집니다.
효과를 향상시키기 위해 밀가루 (코카인), "속도", 해시, "럼 05"등의 다른 약물이 Crystal 제조법에 추가됩니다. Ephedron은 배터리 산, 배관 용제, 부동액과 같은 화학 물질과도 결합됩니다. 따라서 중독자가 환각으로 강력한 공격을 경험하는 "미친 혼합물"을 만들 수 있습니다 (그러나 중독 확률은 90 %를 초과합니다).
어떻게 생겼어
마약성 물질의 이름은 모습- 얼음 조각처럼 보입니다. 흰색 결정은 색상 만 파란색과 다르며 작용은 동일합니다.
약물의 색상은 구성의 불순물에 따라 다릅니다. 인은 분홍색 또는 빨간색 결정질 염을 생성합니다. 암모니아로 약물을 만든 경우 노란색이 됩니다. 티오닐 클로라이드를 사용한 촉매 환원은 백색 또는 청색 결정을 생성합니다.
아황산 농도가 증가하면 약물 과립이 파란색으로 변합니다. 제조 과정에서 식용 색소(크리스탈 민트와 같은)를 첨가하면 녹색, 주황색, 자주색, 검은색 결정이 생성됩니다.
사용하는 방법
처음으로 결정이 훈제됩니다. 이것은 약물의 작은 농도가 혈류에 들어가는 방식이며 (다른 유형의 사용과 비교하여) 약물 중독자는 해가 최소화된다고 잘못 생각합니다. 그들은 특수 장치 (유리관 또는 호일이 든 플라스틱 병)를 사용하여 약물을 흡연합니다.
냄새 분말은 Pervitin으로 만들어집니다(결정을 먼지로 부수고 흡입). 이러한 약물의 사용은 비인두 점막에 궤양을 유발하므로 거의 시행되지 않습니다.
의존성이 발달한 후 마약 중독자는 얼음을 헤로인처럼 사용합니다. 마약 결정을 용해시키고 주사기로 정맥 주사합니다. 따라서 치료법이 더 빨리 작용하고 약물을 흡입하여 흡연할 때보다 도착 시간이 더 오래 지속됩니다.
작동 방식
크리스탈은 다른 약물보다 중독자에게 더 강한 영향을 미칩니다(헤로인보다 두 배, 코카인보다 수십 배 더 강력함). 약물은 다음을 유발합니다.
- 다시 없는 기쁨.
주사 후 5-6분 또는 주사 후 2분 후에 발생합니다. 처음에는 몸에 오한이 흘렀다. 근육이 이완되고 가벼움이 생깁니다. 그 사람은 기쁨의 감정을 경험합니다. 무대는 7-15분 동안 지속됩니다.
- "터보 크리스탈"(도착).
졸음이 사라지고, 약에 취한 사람이 말을 많이 하고, 움직이고, 뛰고 싶고, 춤을 춥니다. 중독자는 거의 항상 크리스탈 아래에서 섹스를 하고 싶어합니다. 자기 보존 감각이 상실되고 통증 역치가 감소합니다. 친절과 행복은 공격적으로 대체됩니다. 이 작업은 5시간에서 12시간 동안 지속됩니다.
- 쓰레기.
세 번째 단계에서 사람은 혼미에 빠지고 말에 반응하지 않습니다. 이 단계에서 금단 현상이 일어나지는 않지만 중독자는 다시 기운을 내기 위해 새로운 수정량을 복용하고 메스암페타민 마라톤을 시작합니다. 약물을 복용하지 않으면 15시간에서 28시간 동안 잠을 자게 됩니다. 깨어난 후 금단 증상이 나타납니다.
위험한 물질이란
크리스탈 약물의 유해성은 인공 뇌 자극을 유발한다는 점이다. 복용량이 없으면 모든 내부 기관의 중추 신경계 조절이 방해 받고 복용량 아래에서는 과다 흥분이 발생합니다. 신경 전달 물질이 과도하게 방출되어 중독자가 통제 할 수 없게됩니다.
감정이 증가하면 범죄(강간, 강도, 구타, 살인)가 발생합니다. 통증 역치를 줄이고 두려움이 없으면 사고 위험이 높아집니다. 복용량 아래에서 마약 중독자는 쉽게 높은 곳에서 뛰어 내리고 도로로 올라가 최고 속도로 자동차를 운전합니다.
입원 징후 및 증상
메스암페타민은 다른 물질보다 오래 지속됩니다(효과는 최대 12시간 지속됨). 이때 중독자는 먹고 자고 싶지 않으며 피곤하지 않습니다. 마약은 마약처럼 작용합니다. 사람은 더 빨리 달리고 더 강하고 똑똑해집니다. 다음과 같은 증상으로 누가 크리스탈을 가져갔는지 알 수 있습니다.
- 비대해진 감정. 두려움은 편집증으로 바뀝니다. 분노는 신체적 폭력으로 나타납니다. 이성에 대한 동정심은 너무 강박적입니다.
- 수정 아래의 마약 중독자는 통제할 수 없고 충고와 요청을 받아들이지 않으며 부적절한 행동을 합니다.
- 마약 중독자의 얼굴은 부자연스러운 표정으로 일그러져 있고, 수정 아래에는 동공이 크게 팽창되어 있고, 그 모습은 미친 것 같습니다.
환각은 경험 많은 마약 중독자나 다량의 크리스탈을 사용할 때 나타납니다. 더 자주 촉각 결함이 있습니다. 보이지 않는 누군가가 만지고 있고 개미가 피부 아래에서 뛰고 있는 것 같습니다.
중독의 출현과 발달
Crystals의 "높은"값은 즉각적인 중독입니다. 약물의 첫 번째 복용부터 심리적 중독이 발생하여 활동을 자극하고 졸음을 없애고 기분을 개선하고 시원함을 느끼려는 욕구로 나타납니다. 약을 복용하지 않고 약 일주일 동안 정기적으로 약물을 사용하면 정신 쇠약이 발생합니다. 기분이 악화되고 (우울한 상태까지) 절망감이 생기고 공포증이 악화됩니다.
크리스탈 약물에 대한 신체적 의존은 3-4주 연속 사용 후에 발생합니다. 새로운 용량이 없으면 중독자는 아프고, 구토하고, 편두통, 불면증, 경련 및 복통으로 고통받습니다. 이 모든 것은 약물을 복용한 후에 지나가며 지속적으로 주사하고 Crystal을 냄새 맡도록 합니다.
과다 복용: 징후 및 응급 처치
처음 몇 달 동안 마약 중독자는 크리스탈 5-20mg으로 시작합니다. 신체의 빠른 적응력으로 인해 복용량을 늘릴 필요가 있습니다. 6개월 후, 한 사람이 120mg 이상의 약물을 자신에게 주사하는데, 이는 안전하지 않습니다. 30%의 사람들에서 이 농도는 과다 복용을 유발합니다. 150mg은 마약 중독자의 65%에서 중독을 유발합니다. 200mg은 96%에서 사망을 유발합니다.
Crystal 과다 복용의 경우 중독자의 체온이 급격히 상승하고 (최대 41.5 ° C) 혈압이 상승합니다. 빈맥, 부정맥의 다른 형태가 있습니다. 정신병이 시작되고 간질 발작과 유사한 발작이 시작됩니다. 급성 호흡 부전이 자주 발생하고 신장과 간 기능이 저하됩니다.
사용 결과
크리스탈이나 다른 메스암페타민의 파괴적인 효과를 확신하기 위해서는 마약 중독자의 모습을 살펴볼 가치가 있습니다. 피부, 머리카락, 치아의 상태는 이들이 중병임을 보여줍니다.
크리스탈에서 면역 저하, 혈관긴장이상, 신장, 간, 심부전 발생. 이 약물은 중추 신경계의 돌이킬 수없는 병리를 유발합니다. 치매와 정신분열증이 발생합니다. 과학자들은 합성 약물이 종양학을 유발한다는 것을 입증했습니다. 마약 중독자는 종종 뇌암, 호흡기 (마약 물질을 흡연하고 흡입 할 때), 남성의 전립선 및 여성의 난소로 진단됩니다.
치료
긴 금단현상(40일 이상) 때문에 크리스탈 중독에서 스스로 벗어나는 것은 불가능합니다. 자가 약물 치료는 위험합니다. 금단 기간 동안 압력이 크게 상승하고 고열이 발생하여 심장 마비, 뇌졸중을 위협합니다.
Crystal 과다 복용의 경우 구급차를 부르고 마약 중독자는 독성학과로 데려갑니다.거기에서 해독을 수행하고 항콜린제를 넣습니다. 환자가 위독한 상태에서 벗어나면 마약 클리닉에 입원하는 것이 좋습니다. 그곳에서 금욕을 완화하기 위해 혈압을 낮추고 뇌, 간 및 신장의 기능을 정상화하는 약물을 제공합니다. 장애를 예방하기 위해 필요한 정신 신경학적 지원 제공 신경계(만성 불면증, 정신병, 우울증).
결론
금욕이 패배하면 중독자는 3-7 개월 동안 정신 치료 세션에 가는 것이 좋습니다. 그들은 마약을 포기하려는 동기를 개발하고 마약 중독을 유발하는 문제를 해결하는 데 필요합니다.
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