Природные мелноранты песков Природные мелиоранты — это такие природпые хими- ческие соединения, которые в естественном виде облада- от способностью переводить свободнодиснерсную систе- му песка в связнодисперсную, после чего песок теряет свойственную ему флюндизацию. Вода Мелиорация подвижных песков водой — это смачи- вание поверхности зерен песка. При слипании таких час- тиц они взаимоудержнваются капиллярными силами, возникающими между контактирующими песчинками (капиллярная теория структурообразования в ночвах) [22, 761 При заполненни пор водой в местах соприкосно- вения-—«контактах» частид-—-возникают мениски, имею- лцие вогвутую форму. Под вогнутой поверхностью давле- ние жидкостн понижается [77}, и частицы песка могутв определенных условиях испытывать избыток внешнсго давления, которое сжимает и удерживает их. Вода является уникальным растворнтелем. Многие методы закрепления песков, связайные с использованием химических мелиорантов, за нсключением закрепителей из нефти, основываются на использовании воды в значи- тельном количестве в качестве растворителя или в ка- честве дисперснонной среды, Рассмотрим более подроб- но вопросы структуры воды. строения, а также свойства, с которыми связана ее растворяющая — способность п предопредсляющие в конечном нтоге свойства Бодных дисперсий химических мелиорантов Атом кислорода, находящийся в вершине угла не- линейной молекулы Н—О--Н и определяющий ее гео- метрию, кроме $-электронов, не способных к образо- ванию связи, нмеет еще три 2Р-орбиты, #из которых одна—Ро„—-уже занята парой электронов с противопо- ложными спинами, в то время как Ра и Ра — ор- биты, — составляющие друг © другом прямые - углы, которые могут привимать участие в образовании с-связей — [78}. Таким образом, атом кис- лорода в молекуле воды, инмея на внешннх 25$, 2Р,, ЭР ‚ и 2Р, орбитах 6 электронов, обладает двумя орби- тами, занятыми спаренными электронами и двумя свя- зующими орбнтами. В зависнмости от степени — гибри- дизации этих орбит взаимное расположение связываю- 44 Е \ Н тцих орбиталей может меняться, образуя углы 90— 180° [79]. Уже первые рентгеноструктурные исследова- ния [80] показали, что в жидкой и кристаллической фазах молекулам воды свойственна приблизительно тетраздрическая координация [81], сохраняющаяся при высоких температурах (например, при 473К) [82, 83], и дополнительно подтвержденная расчетами молекуляр- ных орбит [84]- Два ядра водорода и одно ядро кислорода, из кото-- рых состоит молекула воды, окружены десятью электро- нами. Два электрона движутся вблизи атома кислорода, а остальные восемь — по четырем вытянутым орбиталям. Оси двух вз зтих ©рбиталей направлены вдоль связей О--Н, а двух других, электроны которых не участвуют в образовании химических связей, лежат приблизительто в плоскости, ндущей через ядро кислорода и перпеиди- кулярной плоскости НОН. Электроны движутся в пре- делах орбыталей попарно. ©С протонами НФ, находя- зинмися внутри двух орбиталей, связаны два полюса по- ложительных электрических варядов молекулы — воды. Электроны, расположенные в двух других орбиталях, образуют Так нвазываемые неподеленные пары. Они оп- ределяют сравнительно болышую величину электронной нлотности в периферической частя молекулы, противо- положной той ее части, в которой расположены прото- ны. К этим электронам приурочиваются два полюса от- рицательных зарядов молекулы воды [85. Помещение зарядов, равных сумме заридов электро- пов, находящихся на каждой орбите, в цептре тяжести этих орбит, привело к появлению точечннй модели молс- кулы воды, хорошою описывающей геометрию и диполь- ный момент и носящей название точечной модели Дан- кена-Попла [84}. По этой модели угол между орбиталя- ми спаренных электронов равен 120,2°, угол - между связывающими орбиталями — 104,5°, а угол между СВЯ- зывающей орбитой и орбитой неподеленной пары элек- тронов — 107,8°. Расстояние от ядра ятома кислорода до центров спаренных и связывающих орбиталей и до про- тонов соответственно равны 0,0367, 0,0583 и 0,0963 нм. В газообразном состоянии молекулы воды представ- ляют собой диполи (р==1,78 Д), в которых протоны на- ходятся на расстоянни 0,0958 нм от ядра атома кисло- рода, а угол между направлениями связей кислород—во- дород составляет 104°22' Жидкая вода обладает высо- 45 вск АМЕ!.Ц‘Ш