го перехода льда в пар, минуя состояние жидкой фазы (воды). В то
же время в метеорологии и гляциологии по неизвестным причи-
нам под этим определением понимается обратный процесс —
переход воды из парообразного состояния в твердое.
Однако фундаментальная причина именно такой ситуации и
вообще всех необычных свойств воды кроется в достаточно силь-
ном взаимном притяжении ее молекул. Такое взаимодействие при-
суще химическим структурам с водородной связью. Последней,
как это было уже упомянуто ранее, называют притяжение между
атомом водорода одной молекулы и электроотрицательным ато-
мом другой молекулы. Электроотрицательность — это способность
атома, участвующего в ковалентной связи (связи общей пары
электронов двух атомов), притягивать к себе электроны. Кисло-
род является одним из самых сильных электроотрицательных эле-
ментов, уступая в этом только фтору. Вода — особенно подходя-
щее вещество для образования водородной связи, так как каж-
дая ее молекула имеет два атома водорода и две не поделенные
электронные пары и тем самым может образовать четыре водо-
родные связи. Носледние осуществляются с участием атома во-
дорода, расположенного либо между молекулами, либо между
атомами внутри молекулы:
/Н
Н-О-Н... О\
Н
Водородная связь объясняется тем, что электрон атома водо-
рода слабо связан с протоном и легко смещается к электроотри-
цательному атому, в данном случае к атому кислорода. В результа-
те протон «оголяется», что способствует сближению атомов кис-
лорода почти до расстояния, которое установилось бы между ними
в отсутствие атома водорода.
Будем воспринимать воду как ассоциацию молекул, объеди-
ненных водородными связями. И если в жидкой воде содержатся
отдельные ассоциаты ее молекул, то аналогичное расположение
молекул характерно и для льда, но упорядоченность распростра-
няется уже на всю систему в целом, что, в конечном счете, при-
водит к образованию характерной тетраэдрической структуры лъда.
Другими словами, кристаллы льда целиком построены только на
одних водородных связях. Структура льда образно названа «весьма
ажурной» (Л. Полинг, П. Полинг, 1978), ибо в ней молекулы упа-
кованы менее плотно, чем в жидкой воде. При плавлении льда
тетраэдрическая структура частично разрушается и молекулы воды
сближаются друг с другом. Именно поэтому вода, замерзая, уве-
личивает свой объем на 9 % и лед при температуре 0 °С имеет мень-
шую плотность, чем вода. Все это приводит к тому, что водоемы
9