Статья
Кластеры - суть структуры жидкого состояния воды
На основании статистики различимых частиц, кластерной модели и теории перколяции получена формула для конфигурационной теплоемкости воды. Это позволило разработать методику, рассчитать размеры (g) кластеров и термодинамические свойства жидкого состояния воды во всем интервале температур от нуля до критической. При температуре 233 К конфигурационная теплоемкость имеет максимум, при этом число молекул в кластере также достигает максимального значения g = 44, в ультравязком состоянии воды (130-160 К) g = 2-7 и 0,25 при абсолютном нуле.
1. Smith R. S and Kay В. D. The existence of supercooled liquid water at 150 K//Nature. 1999. Vol. 398. P. 788-791.
2. Mishima O., Stanley H. E. The relationship between liquid, supercooled and glassy water//Nature. 1998. Vol. 396, 26 November. P. 329-335.
3. Starr F. W., Angell C. A., La Nave K, Sastry S, Scab A., Sciortino F., Stanley H. E. Racent results on the connection between thermodynamics and dynamics in supercooled water//Biophys. Chem. 2003. Vol. 105. P. 573-583.
4. Hodges M. P., Wales D. J. Global minima of protonated water clusters//Chemical Physics Letters. 2000. Vol. 324, Issue 4, 7 July. P. 279-288.
5. Sargaeva K, Hakansson P., Tsybin Yu. O. Electron energy scale calibration in the electron capture dissociation Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry//Desorption. Scientific Program and Absrtacts: papers of the 10-th International Conference. Saint-Petersburg, Russia. 2004. P. 58.
6. Климонтович Ю. Л. Статистическая физика. М, 1982.
7. Brigmann P. W. The thermal conductivity of liquids under pressure//Proc. of Americ. Acad. of Arts a. Sciences. 1923. Vol. 59.№ 7. P. 141.
8. Мустафаев Р. А. Теплофизические свойства углеводородов при высоких параметрах состояния. М., 1980.
9. Карапетьянц М. Х. Химическая термодинамика. М, 1975.
10. Каневский И. М., Швецов О. К. К теории равновесных дисперсных систем//Журн. физич. химии. 1983. Т. 57. Вып. 1. С. 206-208.
11. Саргаев П. М. Проявление структуры воды в электрофизических свойствах биосистем и методы мониторинга: Автореф. дис. … д-ра хим. наук. СПб., 1999.
12. Broadbent S. В., Hammersley J. M. Percolation processes. I. Crystals and mazes//Pros. Cambridge Phil. Soc. 1957. V. 53. Part 3. P. 629-641.
13. Hammersley J. M. Percolation processes. II. The connective constant//Proc. Cambridge Phil. Soc. 1957. V. 53. Part 3. P. 642-645.
14. Geiger A., Stillinger F.H., Rahman A. Aspects of percolation process for hydrogen-bond networks in water//J. Chem. Phys. 1979. Vol. 70. № 9. P. 4185-4193.
15. Stanley H. E. and Teixeira. Interpretation of the unusual behavior of H2O and D2O at low temperatures: Tests of a percolation model//J. Chem. Phys. 1980. Vol. 73. №. 4. P. 3404-3422.
16. Займан Дж. М. Модели беспорядка. М., 1982.
17. Смирнова Н. А. Методы статистической термодинамики в физической химии. М., 1982.
18. Blumberg R. L. and Eugene Stanley H. Connectivity of hydrogen bonds in liquid water//J. Chem. Phys. 1984, Vol. 80. № 10, 15 May. P. 5230-5241.
19. Marchi R. P., Eyring H. Application on significant structure theory to Water//J. Chem. Phys. 1964. Vol. 68. № 2. P. 221-228.
20. Luck W. A. P. Spectoscopic Studies Concerning the Structure and the Thermodynamic Behaviour of H2O, CH3OH and C2H5OH//Disc. Farad. Soc. 1967. № 43. P. 115-127.
21. Nemety G., Scheraga H. A. Structure of Water and Hydrogen Hydrophobia Bonding in properties. 1. A model for the Thermodynamic Properties of Liqiud Water//Chem. Phys. 1962. Vol. 36. № 12. P. 3382-3400.
22. Hagler A. T., Scheraga H. A., Nemety G. Structure of Liquid Water. Statistical Thermodynamic Theory//Chem. Phys. 1972. Vol. 76. № 22. P. 3229-3243.
23. Kirkwood J. The dielectric polarization of polar liquids//J. Chem. Phys. 1939. Vol. 7. № 10. P. 911-919.
24. Hippel A. R. von (editt.) Dielectric materials and applications. N.-Y.: M. II. Press Technology. 1954.
25. Френкель Я. И. Собрание избранных трудов. Т. 3. М.; Л., 1959.
26. Путинцев Н. М. Физические свойства льда, пресной и морской воды: Автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. СПб., 1995.
27. Путинцев Н. М. Физические свойства вещества (лед, вода, пар). Мурманск, 1995.
28. Morgan J., Warren B. E. X-Ray Analysis of the Structure of Water//J. Chem. Phys., 1938. Vol. 6. № 11. P. 666-673.
29. Narten A. H., Danford M. D., Levy H. A. X-Ray Diffraction Study of Liquid Water in the Temperature Range 4-200 C//Disc. Farad. Soc. 1967. № 43. P. 97-107.
30. Горбатый Ю. Е., Демьянец Ю. Н. Рентгенодиффракционные исследования жидкой и надкритической воды при высоких температурах и давлениях. III. Строение первой координационной сферы//Журн. структур. химии. 1983. Т. 24. № 5. С. 74-80.
31. Gorbaty Y. E., Demianets Yu. N. An X-Ray study of the effect of pressure on the structure of liquid water//Molecular Physics. 1985. Vol. 55. № 3. P. 571-588.
32. Bjerrum N. Structure and properties of ice//Science. 1951. Vol. 115. P. 385.
33. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М., 1978.
34. Зацепина Г. Н. Свойства и структура воды. М., 1974.
35. Рудаков Е. С. Понятие о свободной энергии межмолекулярного взаимодействия//Изв. СО АН СССР. № 3. Вып.1. Серия химич. наук. 1963. С. 115-124.
36. Рудаков Е. С. Термодинамика межмолекулярного взаимодействия. Новосибирск, 1968.
37. Перри Д. Г. Справочник инженера-химика/Пер. с англ./Под ред. Н. М. Жаворонкова и П. Г. Романкова. Л., 1969. Т. 1.
38. Вукалович М. П., Ривкин А. С., Александров А. А. Таблицы термодинамических функций воды и водяного пара. М., 1969.
39. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., 1972.
40. Helgeson H. C., Kirkham D. H. Theoretical prediction of the thermodynamic behavior of aqueous electrolytes at high pressures and temperatures//Am. J. of Science. 1974. Vol. 274. № 10. P. 1089-1261.
41. Варгафтик Н. Б., Воляк Л. Д., Волков Б. Н. Поверхностное натяжение воды в интервале значений температуры от 0 до 370 ºС//Поверхностные явления в жидкостях/Ред. А. И. Русанов. Л., 1975. С. 189-192.
42. Александров А. А., Ларкин Д. К. Экспериментальное определение скорости ультразвука в воде в широком диапазоне температур и давлений//Теплоэнергетика. 1976. № 2. С. 75-78.
43. Ривкин С. Л., Александров А. А., Кременевская Е. А. Термодинамические производные для воды и водяного пара. М., 1977.
44. Ривкин С. Л., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М., 1980.
45. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. М., 1983.
46. Химическая энциклопедия. М., 1988. Т. 1.
47. Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. Л., 1975.
48. Kanno H., Angell C. A. Water: Anomals compressibilities to 1.9 kBar and correlation with supercooling limits//J. Chem. Phys. 1979. Vol. 70. № 9. P. 4008-4016.
49. Stanley H. Eugene, Buldyrev S. V., Franzeese G., Giovambattista N., Starr F. W. Static and dynamic heterogeneities in water//Phyl. Trans. R. Soc. A 2005. Vol. 363. P. 509-523.
50. Sceats M. G., Rice S. A. The enthalpy and heat capacity of liquid water and the ice polymorphs from a random network model//J. Chem. Phys. 1980. Vol. 72. № 5. P. 3248-3259.
51. Sceats M. G., Rice S. A. A random network model calculation of free energy of liquid water//J. Chem. Phys. 1980. Vol. 72. № 111. P. 6183-6191.
52. Путинцев Д. Н., Путинцев Н. М. Теплоемкость и тепловое расширение воды//Вестник МГТУ. 2003. Т. 6. № 1. С. 155-158.
53. Giguere P. A., Harvey K. B. On the infrared absorption of water and heavy water in condensed states//Canad. J. Chem. 1956. Vol. 34. № 5. P. 798-808.
54. Handa Y. P., Klug D. D. Heat capacity and glass transition behavior of amorphous ice//J. Phys. Chem. 1988. Vol. 92. P. 3323-3325.
55. Johari G. P., Hallbrucker A., Mayer E. The glass-liquid transition of hyperquenched water//Nature. 1987. Vol. 330. P. 552-553.