70

молекула  Н

2

SО

4

,  имея  четыре  атома  кислорода,  может  образовать 8 квадруполь-

квадрупольных  связей  с  аналогичными  молекулами,  и  все  квадруполи  такого 
комплекса  насыщены  (закрыты),  поэтому  величина  диэлектрической  постоянной 

Ɛ

=110.  Молекула  глицерина  имеет  в  своем  составе  три  атома  кислорода,  спирты  и 

ацетон  имеют  по  одному  атому  кислорода  и  соответственно  их  величины 

Ɛ

  ниже,  чем 

у  глицерина.  Вода,  имея  один  атом  кислорода  в  своей  молекуле  и  благодаря  своей 
тетраэдрической  геометрии  и  малым  размерам,  имеет  возможность  образовывать  Н-
ассоциаты,  цепочечные,  кольцевые  и  другие  кластерные  структуры,  в  которых 
молекулы  НОН  связаны  своими  атомами  кислорода,  т.е.  квадруполь-квадрупольными 
связями  (о  строении  жидкостей,  спиртов  и  ацетона  упоминалось  выше).  В  связи  с 
этим  вода  имеет  большую  величину 

Ɛ

=80,08,  превышая  глицерин,  благодаря 

значительному  количеству  водородных  и  квадруполь-квадрупольных  связей  между 
своими  атомами  кислорода.  Кроме  того  высокий  потенциал  ионизации  как  атома 
кислорода  так  и  атома  водорода  способствуют  образованию  связи  ОН  с  высокой 
энергией  (

110  ккал/моль),  что  вносит  свой  вклад  в  высокую  диэлектрическую 

проницаемость воды. 

Молекула  ССl

4

  благодаря  своей  массе (152 ед.),  подвергается  значительному 

гравитационному 

взаимодействию 

с 

магнитным 

полем 

Земли, 

и 

силы 

межмолекулярного  взаимодействия  не  в  состоянии  объединить  молекулы  между 
собой  как  это  происходит  в  случае  воды,  спиртов  и  ацетона.  Поэтому  в 
четыреххлористом  углероде  каждая  молекула  ССl

4

  существует  сама  по  себе;  но  так 

как  атом  Сl  имеет  четыре  свободных  и  доступных  квадруполя,  то  они  легко 
подвергаются  действию  электрического  поля,  которое  отрывает  электроны  от 
молекулы  и  вызывает  пробой,  и  по  этой  причине  у  ССl

4

 

Ɛ

=2,24  как  у  бензола  и 

гексана. 

9.8  О льдах и талой воде. 

При замерзании вода увеличивается в объеме. Если к ней приложить давление, 

то  вода  расшириться  не  сможет,  и  для  того,  чтобы  она  замерзла  нужно  понизить 
температуру.  Известно,  что  температура  замерзания  воды  с  увеличением  давления 
понижается на один градус на каждые 130 атмосфер. 

В  очень  глубоких  водоемах  и  морях  температура  воды  ниже  нуля,  но  вода  не 

замерзает,  потому  что  верхний  слой  оказывает  давление  на  нижние  слои.  Слой 
воды толщиной ~ 1 км давит с силой около 100 атм. 

Увеличение  объема  воды  при  замерзании  имеет  место  при  давлениях  ниже 

2000  атм.  При  более  высоких  давлениях  эта  особенность  пропадает,  и  поведение 
воды  становится  похожим  на  поведение  всех  других  веществ.  При  давлениях  выше 
2000  атм.  картина  становится  более  сложной,  при  этом  было  обнаружено 6 
кристаллических модификаций льда. 

Если  обычный  лед I имеет  плотность  равную 0,9168 г/см

3

,  то  при  увеличенных 

давлениях  (Р>2000  атм.)  получаются  льды,  имеющие  плотность  больше  плотности 
воды.  Так  при  Р=3000  атм.  и  Т=-80 

0

С  формируется  лед II с  плотностью 1,12 г/см

3

; 

при  давлениях  от 2115 атм.  и  до 3400 атм.  образуются  льды III и V, имеющие 
плотности 

соответственно 1,03 и 1,09 г/см

3

 

(существование 

льда IV 

экспериментально  зафиксировано  неоднозначно).  При  давлении  Р≥20000  атм. 
существует  лед VI, имеющий  плотность 1,13 г/см

3

.  При  давлениях  Р>21700  атм. 

зафиксирован лед VII, имеющий плотность 1,5 г/см

3

. 

Существование 

такого 

количества 

кристаллических 

структур 

льда 

свидетельствует  о  весьма  большом  количестве  пустот,  неоднородностей  и 
многообразии структур из молекул  НОН,  входящих  в  состав  жидкой  воды, часть  из 
которых были предложены нами выше.