! ! «т наиболее ажурная структура типа лед-тридимит (во- да 1). Основной является тетраэдрическая типа кварца (вода ), переходящая при температурах, близких к кри- тической, к простой симметрической упаковке (вода И1)- В обычных условиях наблюдается равновесие всех трех структур. С ростом температуры равновесие смещается вправо, в сторону увеличения воды П. Присутствие в воде ажурных структур © — болышим числом пустот юбъясняется взаимодействием ее молекул веледствие направленных водородных связей. Эластич- ность водородных связей реализует — разнообразные структуры, примером которых могут служить различные модификации кристаллического — льда (тридимнтная, кварцевая и плотно упакованная структуры)- Иногда молекулы воды располагаются в пространст- ве таким образом, что образуется наиболынее количест- во водородных связей [79, 99—108]. Наибольшее число Н-связей между молекулами воды наблюдается у льда. При плавлении его часть водородных связей разрывает- ся и некоторые из молекул попадают в октаздрические пустоты, в результате чего упаковка молекул становится более плотной и удельный объем уменышается. Повыше- ние температуры сопровождается увеличеннем количест- ‚а разорванных водородных связей и заполненных пус- тот, уменышением стелени агрегации и размеров юблас- чей, в которых сохраняется ближний борядок. Другую модель воды предложил Л. Полинг П04}, счнтавший кварцеподобную структуру менее стабильлой из-за сильного изгиба водородных связей. Он предпо- ложил, что вода имеет клатратную структуру типа газо- вых гидратов, в которых центральная молекула окруже- на каркасом из молекул воды, образующих пятиуголь- кые додекаэдры. Такая система обладает панменышиы процентом неразорванных связей и, следовательно, 60- лее устойчива. Структуры типа льдоподобного и клатратного карка: сов энергетически близки, однако предпочтителен первый тип [79, 105}. Не исключена возможность — перехода льдоподобного каркаса (в интервале температур воды 30—60°) в додекаэдрические структуры клатратного ти- ‘па. Модели О. Я. Самойлова и Л. Полинга представляют «чистые» структуры: молекулы укладываются в единый каркас с частично заполненными пустотами. При надле- жащем подборе параме?ров эти модели позволяют полу- чить хорошее согласие с наблюдаемыми свойствами во- ды 1861 5) Двухструктурные модели основаны на гипотезе о су- шцествовании в г'кидкой воде лю крайней мере двух структур ближайшего окружения, отличающихся типа- ми упаковок, припнсываемых каждой из этих сосущест- вующих структур, природой теплового движения и взаи- модействием молекул в них, например, модель Бернала н Фаулера. Впервые двухструктурная модель использо- вана В. Рентгепом [106} для объяснения — аномалии плотности воды. Обр_азование надмолекулярных структур в жидкой воде объясняется как результат кооперативных эффек- тов, вызывающих одновременное усиление или ослабле- ние Н-связей для соседствующих групп - молекул воды {1071. Следовательно, в воде имеются — микроучастки, различающиеся между сббой энергией связн молекул, и способные кпериодическим (за 10-!—10-Ч с) струк- турным перестройкам. Двухструктурная модель, введен- ная Н. С. Франком, позволяет рассматривать воду как идеальную смесь микроучастков с различной надмолеку- лярной структурой. Во многих работах [180, 83, 99, 107— 109} применена двухструктурная модель в описанни тер- модинамических свойств воды. В частности некоторые авторы [83} счнтают, что вода является смесью двух на- ходящихся в равновесин структур: рыхлой, типа льда (плотиость р:—0,87 /см®), н более компактной (рэ== 1,32 г/сыё), с частичко разорванными водородными свя- зями. В. М. Вдовенко и др. [110} в своих исследованиях использовали двухструктурную модель воды при описа- нии термодипамики этой модели. По их мнению, струк- тура воды состонт из льдОподобного каркаса, в который вкраплены участки с разупорядоченнй структурой, где большая часть водородных связей порвана и коорди- национкое число увеличено. Такие участки возникают вследствле кооперативных эффектов [1107, 1111. Степень разрушения участков льдоподобкой структуры снижает- ся при повышении температуры, До последнего времени не существовало прямых эк- спериментальных данных, допускавших возможность ©д- нозиачной интерпретации выбора модели, наиболее при- ближающейся к действительности. Однако отдельные авторы [108, 112} показали, что диэлектрическая релак- сация жидкой воды на высоких частотах дает представ- ление о существовании в жидкой воде двух времен ре- лаксации, отличающихся друг от друга примерно в 2 ра- 4—-4533 49 вО к АМЕМ.ВОЮ