বরফের স্ফটিক গঠন। পানির বৈশিষ্ট্য

তরল জলের ত্রিমাত্রিক অবস্থা অধ্যয়ন করা কঠিন, তবে বরফের স্ফটিকগুলির গঠন বিশ্লেষণ করে অনেক কিছু শিখেছে। চারটি প্রতিবেশী হাইড্রোজেন-বন্ধযুক্ত অক্সিজেন পরমাণু একটি টেট্রাহেড্রনের শীর্ষবিন্দু (টেট্রা = চার, হেড্রন = সমতল) দখল করে। বরফের মধ্যে এই ধরনের বন্ধন ভাঙ্গার জন্য প্রয়োজনীয় গড় শক্তি 23 kJ/mol -1 অনুমান করা হয়।

নির্দিষ্ট সংখ্যক হাইড্রোজেন চেইন তৈরি করার জন্য জলের অণুগুলির ক্ষমতা, সেইসাথে নির্দিষ্ট শক্তি, একটি অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ গলনাঙ্ক তৈরি করে। যখন এটি গলে যায়, এটি তরল জল দ্বারা ধারণ করা হয়, যার গঠনটি অনিয়মিত। বেশিরভাগ হাইড্রোজেন বন্ধন বিকৃত হয়। বরফের হাইড্রোজেন-বন্ধনযুক্ত স্ফটিক জালিকে ধ্বংস করতে তাপের আকারে প্রচুর পরিমাণে শক্তি প্রয়োজন।

বরফের উপস্থিতির বৈশিষ্ট্য (Ih)

অনেক সাধারণ মানুষ ভাবছেন কি ধরনের স্ফটিক জালি বরফ আছে। এটি লক্ষ করা উচিত যে বেশিরভাগ পদার্থের ঘনত্ব হিমায়িত হওয়ার পরে বৃদ্ধি পায়, যখন আণবিক গতিবিধি ধীর হয়ে যায় এবং ঘনভাবে বস্তাবন্দী স্ফটিক তৈরি হয়। পানির ঘনত্বও বৃদ্ধি পায় কারণ এটি সর্বোচ্চ 4°C (277K) তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হয়। তারপর, যখন তাপমাত্রা এই মানের নীচে নেমে যায়, তখন এটি প্রসারিত হয়।

এই বৃদ্ধি তার জালি এবং নিম্ন ঘনত্ব সহ একটি উন্মুক্ত হাইড্রোজেন-বন্ধনযুক্ত বরফের স্ফটিক গঠনের কারণে, যেখানে প্রতিটি জলের অণু উপরের উপাদান এবং অন্যান্য চারটি মান দ্বারা শক্তভাবে আবদ্ধ থাকে এবং এখনও বেশি ভরের জন্য যথেষ্ট দ্রুত গতিতে চলে। এই ক্রিয়াটি ঘটলে, তরল উপরে থেকে নীচে জমে যায়। এর গুরুত্বপূর্ণ জৈবিক প্রভাব রয়েছে, যার ফলে একটি পুকুরে বরফের একটি স্তর জীবন্ত প্রাণীকে প্রচণ্ড ঠান্ডা থেকে দূরে রাখে। উপরন্তু, জলের দুটি অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য এর হাইড্রোজেন বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত: নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা এবং বাষ্পীভবন।

কাঠামোর বিস্তারিত বিবরণ

প্রথম মাপকাঠি হল একটি পদার্থের 1 গ্রাম তাপমাত্রা 1°C বাড়াতে প্রয়োজনীয় পরিমাণ। পানির ডিগ্রী বাড়ানোর জন্য তাপের একটি অপেক্ষাকৃত বড় অংশের প্রয়োজন হয় কারণ প্রতিটি অণু অসংখ্য হাইড্রোজেন বন্ধনের সাথে জড়িত যা গতিশক্তি বৃদ্ধির জন্য ভাঙতে হবে। যাইহোক, সমস্ত বৃহৎ বহুকোষী জীবের কোষ এবং টিস্যুতে H 2 O এর প্রাচুর্যের মানে হল যে কোষের ভিতরে তাপমাত্রার ওঠানামা কম করা হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ বেশিরভাগ জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি হার সংবেদনশীল।

এছাড়াও অন্যান্য অনেক তরল থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। এই কঠিনকে গ্যাসে রূপান্তরের জন্য প্রচুর পরিমাণে তাপের প্রয়োজন হয় কারণ হাইড্রোজেন বন্ধনগুলিকে অবশ্যই ভেঙে যেতে হবে যাতে জলের অণুগুলি একে অপরের থেকে স্থানচ্যুত হতে পারে এবং উল্লিখিত পর্যায়ে প্রবেশ করতে পারে। পরিবর্তনশীল দেহগুলি স্থায়ী ডাইপোল এবং অন্যান্য অনুরূপ যৌগগুলির সাথে যোগাযোগ করতে পারে এবং যেগুলি আয়নিত এবং দ্রবীভূত হয়।

উপরে তালিকাভুক্ত অন্যান্য পদার্থ শুধুমাত্র মেরুতা উপস্থিত থাকলেই সংস্পর্শে আসতে পারে। এই যৌগই এই উপাদানগুলির গঠনের সাথে জড়িত। উপরন্তু, এটি ইলেক্ট্রোলাইট থেকে গঠিত এই কণাগুলির চারপাশে সারিবদ্ধ হতে পারে, যাতে জলের অণুগুলির নেতিবাচক অক্সিজেন পরমাণুগুলি ক্যাটেশনগুলির দিকে থাকে এবং ধনাত্মক আয়ন এবং হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি অ্যানয়নের দিকে থাকে৷

একটি নিয়ম হিসাবে, আণবিক স্ফটিক lattices এবং পারমাণবিক বেশী গঠিত হয়। অর্থাৎ, যদি আয়োডিনকে এমনভাবে গঠন করা হয় যে এতে I 2 উপস্থিত থাকে, তবে কঠিন কার্বন ডাই অক্সাইডে, অর্থাৎ, শুষ্ক বরফে, স্ফটিক জালির নোডগুলিতে CO 2 অণু থাকে। এই জাতীয় পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময়, বরফের একটি আয়নিক স্ফটিক জালি থাকে। গ্রাফাইট, উদাহরণস্বরূপ, কার্বনের উপর ভিত্তি করে একটি পারমাণবিক কাঠামো থাকা, হীরার মতো এটি পরিবর্তন করতে সক্ষম নয়।

যখন একটি টেবিল লবণ স্ফটিক জলে দ্রবীভূত হয় তখন কী ঘটে: মেরু অণুগুলি স্ফটিকের চার্জযুক্ত উপাদানগুলির প্রতি আকৃষ্ট হয়, যা এর পৃষ্ঠে সোডিয়াম এবং ক্লোরাইডের অনুরূপ কণা তৈরির দিকে পরিচালিত করে, ফলস্বরূপ, এই দেহগুলি একে অপরের থেকে স্থানচ্যুত হয়, এবং এটি দ্রবীভূত হতে শুরু করে। এটি থেকে আমরা লক্ষ্য করতে পারি যে বরফের আয়নিক বন্ধন সহ একটি স্ফটিক জালি রয়েছে। প্রতিটি দ্রবীভূত Na+ কয়েকটি জলের অণুর ঋণাত্মক প্রান্তকে আকর্ষণ করে, যখন প্রতিটি দ্রবীভূত Cl - ধনাত্মক প্রান্তকে আকর্ষণ করে। প্রতিটি আয়নের চারপাশে থাকা শেলটিকে একটি এস্কেপ গোলক বলা হয় এবং এতে সাধারণত দ্রাবক কণার কয়েকটি স্তর থাকে।

মৌল দ্বারা বেষ্টিত চলক বা আয়নকে সালফেটেড বলা হয়। যখন জল দ্রাবক হয়, তখন এই ধরনের কণা হাইড্রেটেড হয়ে যায়। সুতরাং, যে কোনো মেরু অণু তরল শরীরের উপাদান দ্বারা সমাধান হতে থাকে। শুষ্ক বরফে, স্ফটিক জালির ধরন সমষ্টিগত অবস্থায় পারমাণবিক বন্ধন গঠন করে যা অপরিবর্তিত থাকে। স্ফটিক বরফ (হিমায়িত জল) আরেকটি বিষয়। আয়নিক জৈব যৌগ যেমন কার্বক্সিলেস এবং প্রোটোনেটেড অ্যামাইনগুলির অবশ্যই হাইড্রক্সিল এবং কার্বনিল গ্রুপে দ্রবণীয়তা থাকতে হবে। এই ধরনের কাঠামোর মধ্যে থাকা কণাগুলি অণুর মধ্যে চলে যায় এবং তাদের মেরু সিস্টেমগুলি এই শরীরের সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে।

অবশ্যই, একটি অণুতে পরবর্তী গোষ্ঠীর সংখ্যা তার দ্রবণীয়তাকে প্রভাবিত করে, যা উপাদানটির বিভিন্ন কাঠামোর প্রতিক্রিয়ার উপরও নির্ভর করে: উদাহরণস্বরূপ, এক-, দুই- এবং তিন-কার্বন অ্যালকোহলগুলি জলে মিশ্রিত হয়, কিন্তু একক হাইড্রোক্সিল যৌগ সহ বৃহত্তর হাইড্রোকার্বন তরলে অনেক কম পাতলা হয়।

ষড়ভুজাকার Ih আকৃতিতে পারমাণবিক স্ফটিক জালির অনুরূপ। বরফ এবং পৃথিবীর সমস্ত প্রাকৃতিক তুষার জন্য, এটা ঠিক এই মত দেখায়. এটি জলীয় বাষ্প (অর্থাৎ, তুষারফলক) থেকে উত্থিত বরফ স্ফটিক জালির প্রতিসাম্য দ্বারা প্রমাণিত। 194 সহ মহাকাশ গ্রুপ P 63/মিমিতে অবস্থিত; D 6h, Laue শ্রেণী 6/mm; β- এর অনুরূপ, যার 6টি হেলিকাল অক্ষের একাধিক রয়েছে (এটি বরাবর শিয়ার ছাড়াও চারপাশে ঘূর্ণন)। এটির কম ঘনত্বের সাথে একটি মোটামুটি খোলা কাঠামো রয়েছে, যেখানে সাধারণ কিউবিক (~1/2) বা মুখ-কেন্দ্রিক ঘনক (~3/4) কাঠামোর তুলনায় দক্ষতা কম (~1/3)।

সাধারণ বরফের তুলনায়, CO 2 অণু দ্বারা আবদ্ধ শুকনো বরফের স্ফটিক জালিটি স্থির এবং শুধুমাত্র পরমাণুর ক্ষয় হলেই পরিবর্তন হয়।

জালি এবং তাদের উপাদান উপাদানের বর্ণনা

স্ফটিকগুলি একে অপরের উপরে স্তুপীকৃত শীট সমন্বিত স্ফটিক নিদর্শন হিসাবে ভাবা যেতে পারে। হাইড্রোজেন বন্ধন আদেশ করা হয় যখন বাস্তবে এটি এলোমেলো হয়, যেহেতু প্রোটনগুলি প্রায় 5 K এর উপরে তাপমাত্রায় জল (বরফ) অণুগুলির মধ্যে চলাচল করতে পারে৷ প্রকৃতপক্ষে, এটি সম্ভবত প্রোটনগুলি একটি ধ্রুবক টানেলিং প্রবাহে একটি কোয়ান্টাম তরলের মতো আচরণ করে৷ অক্সিজেন পরমাণুর মধ্যে তাদের বিক্ষিপ্ত ঘনত্ব অর্ধেক পথ প্রদর্শন করে নিউট্রনের বিক্ষিপ্তকরণ দ্বারা এটি উন্নত হয়, যা স্থানীয়করণ এবং সমন্বিত গতি নির্দেশ করে। এখানে একটি পারমাণবিক, আণবিক স্ফটিক জালির সাথে বরফের মিল পরিলক্ষিত হয়।

সমতলে তাদের তিন প্রতিবেশীর সাথে অণুগুলির হাইড্রোজেন চেইনের একটি ধাপে ধাপে বিন্যাস রয়েছে। চতুর্থ উপাদানটিতে একটি গ্রহনযুক্ত হাইড্রোজেন বন্ড বিন্যাস রয়েছে। নিখুঁত ষড়ভুজ প্রতিসাম্য থেকে সামান্য বিচ্যুতি রয়েছে, এই চেইনটির দিক থেকে 0.3% কম। সমস্ত অণু একই আণবিক পরিবেশ অনুভব করে। আন্তঃস্থায়ী জলের কণা ধরে রাখার জন্য প্রতিটি "বাক্সের" ভিতরে পর্যাপ্ত জায়গা রয়েছে। যদিও সাধারণভাবে বিবেচনা করা হয় না, তারা সম্প্রতি গুঁড়ো বরফ স্ফটিক জালি থেকে নিউট্রন বিচ্ছুরণ দ্বারা কার্যকরভাবে সনাক্ত করা হয়েছে।

পদার্থের পরিবর্তন

ষড়ভুজাকার দেহে তরল এবং বায়বীয় জল 0.01 °C, 612 Pa, কঠিন উপাদান তিনটি -21.985 °C, 209.9 MPa, এগারো এবং দুই -199.8 °C, 70 MPa, এবং -34 .7 °C, 212.9 MPa সহ ট্রিপল বিন্দু রয়েছে . ষড়ভুজ বরফের অস্তরক ধ্রুবক হল 97.5।

এই মৌলটির গলন বক্ররেখা MPa দ্বারা দেওয়া হয়। রাষ্ট্রের সমীকরণ পাওয়া যায়, এগুলি ছাড়াও ষড়ভুজ বরফের তাপমাত্রা এবং এর জলীয় সাসপেনশনের সাথে ভৌত বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন সম্পর্কিত কিছু সাধারণ অসমতা রয়েছে। কঠোরতা ডিগ্রীর সাথে পরিবর্তিত হয়, প্রায় বা তার নিচে জিপসাম (≤2) থেকে 0°C-তে, ফেল্ডস্পার স্তরে (6-80°C, পরম কঠোরতায় একটি অস্বাভাবিকভাবে বড় পরিবর্তন (>24 বার)।

বরফের ষড়ভুজ স্ফটিক জালি ষড়ভুজ প্লেট এবং কলাম তৈরি করে, যেখানে উপরের এবং নীচের মুখগুলি হল বেসাল প্লেন (0 0 0 1) যার এনথালপি 5.57 μJ সেমি -2, এবং অন্যান্য সমতুল্য পার্শ্ব সমতলগুলিকে প্রিজম অংশ (1) বলা হয় 0 -1 0) 5.94 µJ সেমি -2 সহ। 6.90 μJ ˣ cm -2 সহ গৌণ পৃষ্ঠতল (1 1 -2 0) কাঠামোর পার্শ্ব দ্বারা গঠিত সমতল বরাবর গঠিত হতে পারে।

এই কাঠামোটি ক্রমবর্ধমান চাপের সাথে তাপ পরিবাহিতার একটি অস্বাভাবিক হ্রাস দেখায় (যেমন ঘন এবং নিম্ন-ঘনত্বের নিরাকার বরফ), তবে বেশিরভাগ স্ফটিক থেকে আলাদা। এটি হাইড্রোজেন বন্ধনের পরিবর্তনের কারণে, যা বরফ এবং জলের স্ফটিক জালিতে শব্দের তির্যক গতি হ্রাস করে।

এমন পদ্ধতি রয়েছে যা বর্ণনা করে যে কীভাবে বড় স্ফটিক নমুনা এবং যেকোনো পছন্দসই বরফের পৃষ্ঠ প্রস্তুত করা যায়। এটা অনুমান করা হয় যে অধ্যয়নের অধীনে ষড়ভুজাকার শরীরের পৃষ্ঠের হাইড্রোজেন বন্ধন বাল্ক সিস্টেমের ভিতরের চেয়ে বেশি ক্রমানুসারে হবে। ফেজ-ল্যাটিস ফ্রিকোয়েন্সি-অসিলেটিং ভ্যারিয়েশনাল স্পেকট্রোস্কোপি দেখিয়েছে যে হেক্সাগোনাল বরফের বেসাল পৃষ্ঠের সাবসারফেস HO চেইনের উপরের দুটি স্তরের (L1 এবং L2) মধ্যে একটি কাঠামোগত অসামঞ্জস্য রয়েছে। ষড়ভুজগুলির উপরের স্তরগুলিতে গৃহীত হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি (L1 O ··· HO L2) দ্বিতীয় স্তরে গৃহীত উপরের স্তরের (L1 OH ··· O L2) থেকে শক্তিশালী। ইন্টারেক্টিভ ষড়ভুজ বরফ কাঠামো উপলব্ধ.

উন্নয়নের বৈশিষ্ট্য

বরফের নিউক্লিয়েশনের জন্য প্রয়োজনীয় জলের অণুগুলির ন্যূনতম সংখ্যা প্রায় 275 ± 25, যা 280-এর সম্পূর্ণ আইকোসেহেড্রাল ক্লাস্টারের মতোই। বাল্ক ওয়াটারের পরিবর্তে বায়ু-জল ইন্টারফেসে 10 10 এর ফ্যাক্টর দ্বারা গঠন ঘটে। বরফ স্ফটিকের বৃদ্ধি বিভিন্ন শক্তির বিভিন্ন বৃদ্ধির হারের উপর নির্ভর করে। জৈবিক নমুনা, খাদ্য ও অঙ্গ-প্রত্যঙ্গের ক্রায়োপ্রিজারভেশনের সময় পানিকে অবশ্যই জমাট বাঁধা থেকে রক্ষা করতে হবে।

এটি সাধারণত দ্রুত শীতল করার হার, ছোট নমুনা এবং একটি ক্রায়োকনজারভেটর ব্যবহার এবং নিউক্লিয়েট বরফের চাপ বৃদ্ধি এবং কোষের ক্ষতি প্রতিরোধ করে অর্জন করা হয়। বরফ/তরলের মুক্ত শক্তি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ~30 mJ/m2 থেকে 200 MPa-এ 40 mJ/m2 পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, এই প্রভাব কেন ঘটে তা নির্দেশ করে।

বিকল্পভাবে, তারা প্রিজম পৃষ্ঠ (S2) থেকে ফ্ল্যাশ-হিমায়িত বা বিরক্ত হ্রদের এলোমেলোভাবে বিঘ্নিত পৃষ্ঠগুলিতে আরও দ্রুত বৃদ্ধি পেতে পারে। মুখ থেকে বৃদ্ধি (1 1 -2 0) অন্তত একই, কিন্তু তাদের একটি প্রিজমের ঘাঁটিতে পরিণত করে। বরফ স্ফটিক উন্নয়ন তথ্য সম্পূর্ণরূপে অন্বেষণ করা হয়েছে. বিভিন্ন মুখের উপাদানগুলির আপেক্ষিক বৃদ্ধির হার যৌথ হাইড্রেশনের বৃহত্তর ডিগ্রী গঠনের ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। আশেপাশের পানির (নিম্ন) তাপমাত্রা বরফের স্ফটিকের শাখার মাত্রা নির্ধারণ করে। কণার বৃদ্ধি সুপারকুলিংয়ের কম ডিগ্রীতে ছড়িয়ে পড়ার হার দ্বারা সীমিত, যেমন<2 ° C, что приводит к большему их количеству.

কিন্তু এটি উন্নয়ন গতিবিদ্যা দ্বারা সীমিত উচ্চ স্তরের কম ডিগ্রী > 4°C, যা সূঁচের মতো বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। এই ফর্মটি শুষ্ক বরফের গঠনের অনুরূপ (একটি ষড়ভুজ কাঠামো সহ একটি স্ফটিক জালি রয়েছে), পৃষ্ঠের বিকাশের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য এবং তুষারফলকের সমতল আকারের পিছনে থাকা আশেপাশের (সুপার কুলড) জলের তাপমাত্রা।

বায়ুমণ্ডলে বরফের গঠন মেঘের গঠন ও বৈশিষ্ট্যকে গভীরভাবে প্রভাবিত করে। মরুভূমির ধূলিকণার মধ্যে পাওয়া ফেল্ডস্পারগুলি প্রতি বছর লক্ষ লক্ষ টন বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করে, গুরুত্বপূর্ণ গঠনমূলক। কম্পিউটার সিমুলেশনগুলি দেখিয়েছে যে এটি উচ্চ-শক্তির পৃষ্ঠের সমতলগুলিতে প্রিজম্যাটিক বরফ স্ফটিকের প্লেনগুলির নিউক্লিয়েশনের কারণে।

কিছু অন্যান্য উপাদান এবং lattices

দ্রবণগুলি (খুব অল্প পরিমাণ হিলিয়াম এবং হাইড্রোজেন ব্যতীত, যা ইন্টারস্টিসে প্রবেশ করতে পারে) বায়ুমণ্ডলীয় চাপে Ih কাঠামোতে অন্তর্ভুক্ত করা যায় না, তবে মাইক্রোক্রিস্টালাইন শরীরের কণাগুলির মধ্যে পৃষ্ঠ বা একটি নিরাকার স্তরে বাধ্য করা হয়। শুষ্ক বরফের স্ফটিক জালির জায়গায় আরও কিছু উপাদান রয়েছে: ক্যাওট্রপিক আয়ন, যেমন NH 4 + এবং Cl -, যেগুলি অন্যান্য কোসমোট্রপিকগুলির তুলনায় তরল জমাট বাঁধার মধ্যে আরও সহজে অন্তর্ভুক্ত হয়, যেমন Na + এবং SO 4 2-, তাই তাদের অপসারণ অসম্ভব, কারণ তারা স্ফটিকের মধ্যে অবশিষ্ট তরলের একটি পাতলা ফিল্ম তৈরি করে। এটি অবশিষ্ট চার্জ (যা চৌম্বকীয় বিকিরণের ফলেও হতে পারে) ভারসাম্য বজায় রাখার কারণে পৃষ্ঠের জলের বিচ্ছেদ এবং অবশিষ্ট তরল ফিল্মের pH-তে পরিবর্তনের কারণে পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক চার্জিং হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ NH 4 2 SO 4 আরও বেশি হচ্ছে অ্যাসিডিক এবং NaCl আরও ক্ষারীয় হয়ে উঠছে।

তারা বরফ স্ফটিক জালির মুখের সাথে লম্ব, সংযুক্ত পরবর্তী স্তরটি দেখায় (ও-কালো পরমাণু সহ)। এগুলি ধীরে ধীরে ক্রমবর্ধমান বেসাল পৃষ্ঠ (0 0 0 1) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যেখানে শুধুমাত্র বিচ্ছিন্ন জলের অণুগুলি সংযুক্ত থাকে। একটি প্রিজমের একটি দ্রুত বর্ধনশীল (1 0 -1 0) পৃষ্ঠ, যেখানে নতুন সংযুক্ত কণার জোড়া হাইড্রোজেনের সাথে একে অপরের সাথে বন্ধন করতে পারে (উপাদানের একটি বন্ধন/দুটি অণু)। সবচেয়ে দ্রুত বর্ধনশীল মুখ হল (1 1 -2 0) (সেকেন্ডারি প্রিজম্যাটিক), যেখানে নতুন সংযুক্ত কণার চেইন হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। এর একটি শৃঙ্খল/উপাদান অণু এমন একটি ফর্ম যা শিলা গঠন করে যা বিভক্ত করে এবং প্রিজমের দুটি দিকে রূপান্তরকে উত্সাহিত করে।

জিরো পয়েন্ট এনট্রপি

k খˣ Ln ( এন

এই ক্ষেত্রে বিজ্ঞানী এবং তাদের কাজ

S 0 = হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে k খˣ Ln ( এন E0), যেখানে k B হল বোল্টজম্যানের ধ্রুবক, N E হল E শক্তিতে কনফিগারেশনের সংখ্যা এবং E0 হল সর্বনিম্ন শক্তি। শূন্য কেলভিনে ষড়ভুজীয় বরফের এনট্রপির এই মান তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় সূত্র লঙ্ঘন করে না, "পরম শূন্যে একটি আদর্শ স্ফটিকের এনট্রপি ঠিক শূন্য," যেহেতু এই উপাদানগুলি এবং কণাগুলি আদর্শ নয় এবং হাইড্রোজেন বন্ধনকে ব্যাহত করেছে৷

এই শরীরে, হাইড্রোজেন বন্ধন এলোমেলো এবং দ্রুত পরিবর্তনশীল। এই কাঠামোগুলি শক্তিতে ঠিক সমান নয়, তবে খুব বড় সংখ্যক শক্তিগতভাবে কাছাকাছি রাজ্যে প্রসারিত এবং "বরফের নিয়ম" মেনে চলে। জিরো পয়েন্ট এনট্রপি এমন একটি ব্যাধি যা উপাদানটিকে পরম শূন্য (0 K = -273.15 °C) ঠান্ডা করা গেলেও থাকবে। ষড়ভুজ বরফ 3.41 (±0.2) ˣ mol -1 ˣ K -1 এর জন্য পরীক্ষামূলক বিভ্রান্তির জন্ম দেয়। তাত্ত্বিকভাবে, এটি পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারণ করার চেয়ে অনেক বেশি নির্ভুলতার সাথে পরিচিত বরফের স্ফটিকগুলির শূন্য এনট্রপি গণনা করা সম্ভব হবে।

যদিও বাল্ক বরফে প্রোটনের ক্রম নির্দেশ করা হয় না, তবে পৃষ্ঠটি সম্ভবত ঝুলন্ত H পরমাণু এবং O একক জোড়ার ব্যান্ডের আকারে উল্লিখিত কণাগুলির ক্রম পছন্দ করে (অর্ডারযুক্ত হাইড্রোজেন বন্ড সহ শূন্য এনট্রপি)। জিরো পয়েন্ট ZPE, J ˣ mol -1 ˣ K -1 এবং অন্যান্যগুলির ব্যাধি পাওয়া গেছে। উপরের সমস্তগুলি থেকে, এটি পরিষ্কার এবং বোধগম্য যে কী ধরণের স্ফটিক জালিগুলি বরফের বৈশিষ্ট্যযুক্ত।

O. V. Mosin, I. Ignatov (বুলগেরিয়া)

টীকা আমাদের গ্রহে জীবনকে সমর্থন করার ক্ষেত্রে বরফের গুরুত্বকে অবমূল্যায়ন করা যায় না। বরফ গাছপালা এবং প্রাণীদের জীবনযাত্রার উপর এবং বিভিন্ন ধরণের মানুষের অর্থনৈতিক কার্যকলাপের উপর একটি বড় প্রভাব ফেলে। কম ঘনত্বের কারণে ঢেকে রাখা জল, বরফ প্রকৃতিতে ভাসমান পর্দার ভূমিকা পালন করে, নদী ও জলাধারগুলিকে আরও বরফ থেকে রক্ষা করে এবং পানির নিচের বাসিন্দাদের জীবন রক্ষা করে। বিভিন্ন উদ্দেশ্যে বরফের ব্যবহার (তুষার ধরে রাখা, বরফের ক্রসিং এবং আইসোথার্মাল গুদাম নির্মাণ, স্টোরেজ সুবিধা এবং খনিগুলিতে বরফ ভর্তি করা) হাইড্রোমেটিওরোলজিক্যাল এবং ইঞ্জিনিয়ারিং বিজ্ঞানের বেশ কয়েকটি বিভাগের বিষয়, যেমন আইস ইঞ্জিনিয়ারিং, স্নো ইঞ্জিনিয়ারিং, পারমাফ্রস্ট প্রকৌশল, সেইসাথে বিশেষ বরফ পুনরুদ্ধার পরিষেবা এবং বরফ ভাঙা পরিবহন এবং তুষার অপসারণ সরঞ্জামের কার্যক্রম। প্রাকৃতিক বরফ খাদ্য দ্রব্য, জৈবিক ও চিকিৎসা প্রস্তুতি সংরক্ষণ এবং ঠান্ডা করার জন্য ব্যবহৃত হয়, যার জন্য এটি বিশেষভাবে তৈরি এবং প্রস্তুত করা হয় এবং বরফ গলিয়ে প্রস্তুত করা জলকে লোক ওষুধে বিপাক বৃদ্ধি এবং শরীর থেকে বিষাক্ত পদার্থ অপসারণ করতে ব্যবহার করা হয়। নিবন্ধটি পাঠককে নতুন স্বল্প পরিচিত বৈশিষ্ট্য এবং বরফের পরিবর্তনের সাথে পরিচয় করিয়ে দেয়।

বরফ হল পানির একটি স্ফটিক রূপ, যা সর্বশেষ তথ্য অনুসারে, চৌদ্দটি কাঠামোগত পরিবর্তন রয়েছে। তাদের মধ্যে রয়েছে স্ফটিক (প্রাকৃতিক বরফ) এবং নিরাকার (ঘন বরফ) এবং মেটাস্টেবল পরিবর্তন, পারস্পরিক বিন্যাস এবং হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত জলের অণুর ভৌত বৈশিষ্ট্যে একে অপরের থেকে আলাদা যা বরফের স্ফটিক জালি তৈরি করে। পরিচিত প্রাকৃতিক বরফ I h ব্যতীত, যা একটি ষড়ভুজাকার জালিতে স্ফটিক হয়ে যায়, সবগুলিই বহিরাগত অবস্থার অধীনে গঠিত হয় - শুষ্ক বরফ এবং তরল নাইট্রোজেনের খুব কম তাপমাত্রায় এবং হাজার হাজার বায়ুমণ্ডলের উচ্চ চাপে, যখন হাইড্রোজেন বন্ধনের কোণগুলি জলের অণু পরিবর্তন এবং স্ফটিক সিস্টেম গঠিত হয় যে ষড়ভুজ থেকে ভিন্ন. এই ধরনের পরিস্থিতি মহাকাশের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ এবং পৃথিবীতে ঘটে না।

প্রকৃতিতে, বরফ প্রধানত একটি স্ফটিক বৈচিত্র্য দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, একটি ষড়ভুজাকার জালিতে স্ফটিক করে, যা হীরার কাঠামোর কথা মনে করিয়ে দেয়, যেখানে প্রতিটি জলের অণু চারটি নিকটতম অণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে, এটি থেকে সমান দূরত্বে অবস্থিত, 2.76 অ্যাংস্ট্রোমের সমান এবং স্থাপন করা হয়। একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রনের শীর্ষবিন্দুতে। কম সমন্বয় সংখ্যার কারণে, বরফের গঠন জালিকার, যা এর কম ঘনত্বকে প্রভাবিত করে, যার পরিমাণ 0.931 গ্রাম/সেমি 3।

বরফের সবচেয়ে অস্বাভাবিক সম্পত্তি হল এর আশ্চর্য রকমের বাহ্যিক প্রকাশ। একই স্ফটিক কাঠামোর সাথে, এটি সম্পূর্ণ ভিন্ন দেখতে পারে, স্বচ্ছ শিলাপাথর এবং বরফ, তুলতুলে তুষার, বরফের ঘন চকচকে ভূত্বক বা বিশাল হিমবাহের আকার ধারণ করে। বরফ প্রকৃতিতে মহাদেশীয়, ভাসমান এবং ভূগর্ভস্থ বরফের পাশাপাশি তুষার এবং তুষারপাতের আকারে ঘটে। এটি মানুষের বাসস্থানের সমস্ত এলাকায় বিস্তৃত। যখন প্রচুর পরিমাণে সংগ্রহ করা হয়, তুষার এবং বরফ বিশেষ কাঠামো তৈরি করে যার বৈশিষ্ট্যগুলি পৃথক স্ফটিক বা তুষারফলকের থেকে মৌলিকভাবে আলাদা। প্রাকৃতিক বরফ প্রধানত পাললিক-রূপান্তরিত উত্সের বরফ দ্বারা গঠিত হয়, যা পরবর্তী কম্প্যাকশন এবং পুনঃক্রিস্টালাইজেশনের ফলে কঠিন বায়ুমণ্ডলীয় বৃষ্টিপাত থেকে গঠিত হয়। প্রাকৃতিক বরফের একটি বৈশিষ্ট্য হল দানাদারতা এবং ব্যান্ডিং। graininess recrystallization প্রক্রিয়ার কারণে হয়; হিমবাহী বরফের প্রতিটি দানা একটি অনিয়মিত আকৃতির স্ফটিক, বরফের স্তম্ভের অন্যান্য স্ফটিকের সাথে এমনভাবে ঘনিষ্ঠভাবে সংলগ্ন যে একটি স্ফটিকের প্রোট্রুশনগুলি আরেকটি স্ফটিকের মধ্যে শক্তভাবে ফিট করে। এই ধরনের বরফকে বলা হয় পলিক্রিস্টালাইন। এতে, প্রতিটি বরফ স্ফটিক হল সবচেয়ে পাতলা পাতার একটি স্তর যা স্ফটিকের অপটিক্যাল অক্ষের দিকে লম্ব বেসাল সমতলে একে অপরকে ওভারল্যাপ করে।

পৃথিবীতে মোট বরফের মজুদ প্রায় 30 মিলিয়ন বলে অনুমান করা হয়। কিমি 3(1 নং টেবিল). বেশিরভাগ বরফ অ্যান্টার্কটিকায় ঘনীভূত, যেখানে এর স্তরের পুরুত্ব 4 এ পৌঁছে কিমিসৌরজগতের গ্রহ এবং ধূমকেতুতেও বরফের উপস্থিতির প্রমাণ পাওয়া গেছে। বরফ আমাদের গ্রহের জলবায়ু এবং এতে জীবিত প্রাণীর আবাসস্থলের জন্য এতটাই গুরুত্বপূর্ণ যে বিজ্ঞানীরা বরফের জন্য একটি বিশেষ পরিবেশ মনোনীত করেছেন - ক্রায়োস্ফিয়ার, যার সীমানা বায়ুমণ্ডলে উচ্চ এবং পৃথিবীর ভূত্বকের গভীরে বিস্তৃত।

টেবিল 1. বরফের পরিমাণ, বিতরণ এবং জীবনকাল।

বরফ স্ফটিক তাদের আকৃতি এবং অনুপাত অনন্য. বরফের স্ফটিক সহ যে কোনও ক্রমবর্ধমান প্রাকৃতিক স্ফটিক সর্বদা একটি আদর্শ নিয়মিত স্ফটিক জালি তৈরি করার চেষ্টা করে, কারণ এটি তার অভ্যন্তরীণ শক্তির ন্যূনতম দৃষ্টিকোণ থেকে উপকারী। যে কোনও অমেধ্য, যেমনটি জানা যায়, স্ফটিকের আকৃতিকে বিকৃত করে, তাই, যখন জল স্ফটিক হয়ে যায়, জলের অণুগুলি প্রথমে জালিতে তৈরি হয়, এবং বিদেশী পরমাণু এবং অপরিচ্ছন্নতা অণুগুলিকে তরলে জোর করে বের করা হয়। এবং শুধুমাত্র যখন অমেধ্যগুলির কোথাও যাওয়ার জায়গা থাকে না, তখনই বরফের স্ফটিকটি তাদের গঠনে একীভূত হতে শুরু করে বা একটি ঘনীভূত নন-ফ্রিজিং তরল - ব্রাইন সহ ফাঁপা ক্যাপসুলের আকারে ছেড়ে দেয়। অতএব, সমুদ্রের বরফ তাজা এবং এমনকি জলের সবচেয়ে নোংরা দেহগুলি স্বচ্ছ এবং পরিষ্কার বরফ দ্বারা আবৃত। যখন বরফ গলে যায়, তখন তা নোংরা পদার্থকে ব্রিনে স্থানচ্যুত করে। একটি গ্রহীয় স্কেলে, জলের বাষ্পীভবন এবং ঘনীকরণের সাথে জলের জমাট এবং গলানোর ঘটনাটি একটি বিশাল পরিশোধন প্রক্রিয়ার ভূমিকা পালন করে যেখানে পৃথিবীর জল ক্রমাগত নিজেকে বিশুদ্ধ করে।

টেবিল 2. বরফের কিছু ভৌত বৈশিষ্ট্য I.

সম্পত্তি	অর্থ	বিঃদ্রঃ
তাপ ক্ষমতা, ক্যাল/(g °C) গলে যাওয়ার তাপ, ক্যাল/জি বাষ্পীভবনের তাপ, cal/g		তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে অনেকটাই কমে যায়
তাপ সম্প্রসারণ সহগ, 1/°C	9.1 10 -5 (0 °সে)	পলিক্রিস্টালাইন বরফ
তাপ পরিবাহিতা, ক্যাল/(সেমি সেকেন্ড °সে)		পলিক্রিস্টালাইন বরফ
প্রতিসরাঙ্ক:		পলিক্রিস্টালাইন বরফ
নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, ওহম -1 সেমি -1		আপাত সক্রিয়করণ শক্তি 11 kcal/mol
পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, ওহম -1		আপাত সক্রিয়করণ শক্তি 32 kcal/mol
ইয়াং এর স্থিতিস্থাপকতার মডুলাস, dyn/cm2	9 10 10 (-5 °সে)	পলিক্রিস্টালাইন বরফ
প্রতিরোধ, MN/m 2: নিষ্পেষণ		পলিক্রিস্টালাইন বরফ পলিক্রিস্টালাইন বরফ পলিক্রিস্টালাইন বরফ
গতিশীল সান্দ্রতা, ভদ্রতা		পলিক্রিস্টালাইন বরফ
বিকৃতি এবং যান্ত্রিক শিথিলকরণের সময় সক্রিয়করণ শক্তি, kcal/mol		রৈখিকভাবে 0.0361 kcal/(mol °C) 0 থেকে 273.16 K পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়

1 ক্যালরি/(g °C)=4.186 kJ/(kg K); 1 ওহম -1 সেমি -1 = 100 সিম/মি; 1 ডাইন = 10 -5 এন ; 1 N = 1 kg m/s²; 1 ডাইন/সেমি=10 -7 N/m; 1 cal/(cm·sec°C)=418.68 W/(m·K); 1 poise = g/cm s = 10 -1 N সেকেন্ড/m 2।

পৃথিবীতে বরফের বিস্তৃত বন্টনের কারণে, অন্যান্য পদার্থের বৈশিষ্ট্য থেকে বরফের ভৌত বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য (সারণী 2) অনেক প্রাকৃতিক প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বরফের আরও অনেক জীবন-টেকসই বৈশিষ্ট্য এবং অসামঞ্জস্য রয়েছে - ঘনত্ব, চাপ, আয়তন, তাপ পরিবাহিতায় অসামঞ্জস্য। যদি কোন হাইড্রোজেন বন্ধন না থাকে যা জলের অণুগুলিকে একত্রে ক্রিস্টালে ধরে রাখে তবে বরফ -90 °C এ গলে যেত। কিন্তু জলের অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির কারণে এটি ঘটে না। পানির চেয়ে কম ঘনত্বের কারণে, বরফ পানির উপরিভাগে ভাসমান আবরণ তৈরি করে, নদী ও জলাধারগুলোকে নিচের হিমাঙ্ক থেকে রক্ষা করে, কারণ এর তাপ পরিবাহিতা পানির তুলনায় অনেক কম। এই ক্ষেত্রে, সর্বনিম্ন ঘনত্ব এবং আয়তন +3.98 °C (চিত্র 1) এ পরিলক্ষিত হয়। 0 ডিগ্রি সেলসিয়াসে জলের আরও শীতলতা ধীরে ধীরে হ্রাসের দিকে নিয়ে যায় না, তবে জল বরফে পরিণত হলে এর আয়তন প্রায় 10% বৃদ্ধি পায়। জলের এই আচরণটি জলে দুটি ভারসাম্যের পর্যায়গুলির যুগপত অস্তিত্ব নির্দেশ করে - তরল এবং কোয়াসিক্রিস্টালাইন, কোয়াসিক্রিস্টালগুলির সাথে সাদৃশ্য দ্বারা, যার স্ফটিক জালির কেবল একটি পর্যায়ক্রমিক কাঠামোই নেই, তবে বিভিন্ন ক্রমগুলির প্রতিসাম্য অক্ষও রয়েছে, যার অস্তিত্ব আগে ছিল। ক্রিস্টালোগ্রাফারদের ধারণার বিপরীত। বিখ্যাত রাশিয়ান তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী ইয়া. আই. ফ্রেঙ্কেল এই তত্ত্বটি প্রথম উত্থাপন করেছিলেন, এই ধারণার উপর ভিত্তি করে যে কিছু তরল অণু একটি কোয়াসিক্রিস্টালাইন গঠন তৈরি করে, বাকি অণুগুলি গ্যাসের মতো, অবাধে আয়তন জুড়ে চলাফেরা করে। যেকোনো নির্দিষ্ট জলের অণুর একটি ছোট আশেপাশে অণুর বন্টনের একটি নির্দিষ্ট ক্রম থাকে, কিছুটা স্ফটিক মনে করিয়ে দেয়, যদিও বেশি আলগা। এই কারণে, জলের গঠনকে কখনও কখনও কোয়াসিক্রিস্টালাইন বা স্ফটিক-সদৃশ বলা হয়, অর্থাৎ, পরমাণু বা অণুর আপেক্ষিক বিন্যাসে প্রতিসাম্য এবং ক্রম থাকা।

ভাত। 1. তাপমাত্রার উপর বরফ ও পানির নির্দিষ্ট আয়তনের নির্ভরতা

আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল যে বরফ প্রবাহের গতি সক্রিয়করণ শক্তির সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং পরম তাপমাত্রার বিপরীতভাবে সমানুপাতিক, যাতে তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে, বরফ তার বৈশিষ্ট্যে একটি একেবারে শক্ত শরীরের কাছে চলে যায়। গড়, গলে যাওয়ার কাছাকাছি তাপমাত্রায়, বরফের তরলতা পাথরের তুলনায় 10 6 গুণ বেশি। তার তরলতার কারণে, বরফ এক জায়গায় জমা হয় না, তবে ক্রমাগত হিমবাহের আকারে চলে। পলিক্রিস্টালাইন বরফের জন্য প্রবাহের বেগ এবং চাপের মধ্যে সম্পর্ক হাইপারবোলিক; যখন একটি পাওয়ার সমীকরণ দ্বারা আনুমানিকভাবে বর্ণনা করা হয়, ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে সাথে সূচকটি বৃদ্ধি পায়।

দৃশ্যমান আলো কার্যত বরফ দ্বারা শোষিত হয় না, যেহেতু আলোক রশ্মি বরফের স্ফটিকের মধ্য দিয়ে যায়, তবে এটি অতিবেগুনী বিকিরণ এবং সূর্য থেকে আসা বেশিরভাগ ইনফ্রারেড বিকিরণকে অবরুদ্ধ করে। বর্ণালীর এই অঞ্চলগুলিতে, বরফ সম্পূর্ণ কালো দেখায়, যেহেতু বর্ণালীর এই অঞ্চলগুলিতে আলোর শোষণ সহগ খুব বেশি। বরফের স্ফটিকের বিপরীতে, বরফের উপর পড়া সাদা আলো শোষিত হয় না, তবে বরফের স্ফটিকগুলিতে বহুবার প্রতিসৃত হয় এবং তাদের মুখ থেকে প্রতিফলিত হয়। তাই তুষারকে সাদা দেখায়।

বরফ (0.45) এবং তুষার (0.95 পর্যন্ত) এর খুব উচ্চ প্রতিফলনের কারণে, তাদের দ্বারা আচ্ছাদিত এলাকা প্রতি বছর গড়ে প্রায় 72 মিলিয়ন কিমি। কিমি 2উভয় গোলার্ধের উচ্চ এবং মধ্য অক্ষাংশে - এটি স্বাভাবিকের চেয়ে 65% কম সৌর তাপ গ্রহণ করে এবং এটি পৃথিবীর পৃষ্ঠকে শীতল করার একটি শক্তিশালী উত্স, যা মূলত আধুনিক অক্ষাংশীয় জলবায়ু অঞ্চল নির্ধারণ করে। গ্রীষ্মকালে, মেরু অঞ্চলে, নিরক্ষীয় অঞ্চলের তুলনায় সৌর বিকিরণ বেশি থাকে, তবে, তাপমাত্রা কম থাকে, যেহেতু শোষিত তাপের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ গলে যাওয়া বরফের জন্য ব্যয় করা হয়, যার গলে যাওয়ার উচ্চ তাপ রয়েছে।

বরফের অন্যান্য অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্যের মধ্যে রয়েছে এর ক্রমবর্ধমান স্ফটিক দ্বারা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ তৈরি করা। এটা জানা যায় যে পানিতে দ্রবীভূত হওয়া অধিকাংশ অমেধ্য বরফ যখন বাড়তে শুরু করে তখন তা স্থানান্তরিত হয় না; তারা হিমায়িত আউট. অতএব, এমনকি নোংরা জলাশয়েও, বরফের ফিল্মটি পরিষ্কার এবং স্বচ্ছ। এই ক্ষেত্রে, কঠিন এবং তরল মিডিয়ার সীমানায় অমেধ্য জমা হয়, বিভিন্ন চিহ্নের বৈদ্যুতিক চার্জের দুটি স্তরের আকারে, যা সম্ভাব্যতার মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য সৃষ্টি করে। অপরিচ্ছন্নতার চার্জিত স্তরটি তরুণ বরফের নীচের সীমানার সাথে চলে যায় এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ নির্গত করে। এই জন্য ধন্যবাদ, স্ফটিককরণ প্রক্রিয়া বিস্তারিতভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। এইভাবে, সূচের আকারে দৈর্ঘ্যে ক্রমবর্ধমান একটি স্ফটিক পার্শ্বীয় প্রক্রিয়া দ্বারা আচ্ছাদিত একটি থেকে ভিন্নভাবে নির্গত হয় এবং ক্রমবর্ধমান দানার বিকিরণ স্ফটিক ফাটলে যা ঘটে তার থেকে আলাদা। বিকিরণ ডালের আকৃতি, ক্রম, ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততা দ্বারা, কেউ নির্ধারণ করতে পারে যে বরফ কী গতিতে জমে যায় এবং কী ধরনের বরফের গঠন তৈরি হয়।

কিন্তু বরফের গঠন সম্পর্কে সবচেয়ে আশ্চর্যজনক বিষয় হল যে কম তাপমাত্রায় এবং কার্বন ন্যানোটিউবের অভ্যন্তরে উচ্চ চাপে জলের অণুগুলি একটি ডাবল হেলিক্স আকারে স্ফটিক করতে পারে, যা ডিএনএ অণুর স্মরণ করিয়ে দেয়। নেব্রাস্কা বিশ্ববিদ্যালয়ের (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) জিয়াও চেং জেং-এর নেতৃত্বে আমেরিকান বিজ্ঞানীদের সাম্প্রতিক কম্পিউটার পরীক্ষায় এটি প্রমাণিত হয়েছে। একটি সিমুলেটেড পরীক্ষায় জল একটি সর্পিল গঠনের জন্য, এটিকে 1.35 থেকে 1.90 এনএম ব্যাস সহ উচ্চ চাপে ন্যানোটিউবে স্থাপন করা হয়েছিল, যা 10 থেকে 40,000 বায়ুমণ্ডল এবং -23 °C তাপমাত্রার মধ্যে পরিবর্তিত হয়। এটি দেখতে আশা করা হয়েছিল যে সমস্ত ক্ষেত্রে জল একটি পাতলা নলাকার গঠন গঠন করে। যাইহোক, মডেলটি দেখিয়েছে যে 1.35 এনএম এর ন্যানোটিউব ব্যাস এবং 40,000 বায়ুমণ্ডলের বাহ্যিক চাপের সাথে, বরফের কাঠামোতে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি বাঁকানো হয়েছিল, যা একটি দ্বিগুণ প্রাচীর সহ একটি সর্পিল গঠনের দিকে পরিচালিত করেছিল - অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক। এই অবস্থার অধীনে, অভ্যন্তরীণ প্রাচীরটি একটি চতুর্গুণ হেলিক্সে পরিণত হয়েছিল এবং বাইরের প্রাচীরটি একটি ডিএনএ অণুর মতো চারটি ডাবল হেলিক্স নিয়ে গঠিত (চিত্র 2)। এই সত্যটি অত্যাবশ্যক ডিএনএ অণুর গঠন এবং জলের গঠনের মধ্যে সংযোগের নিশ্চিতকরণ হিসাবে কাজ করতে পারে এবং সেই জল ডিএনএ অণুর সংশ্লেষণের জন্য একটি ম্যাট্রিক্স হিসাবে কাজ করে।

ভাত। 2. ন্যানোটিউবে হিমায়িত জলের গঠনের একটি কম্পিউটার মডেল, একটি ডিএনএ অণুর স্মরণ করিয়ে দেয় (নিউ সায়েন্টিস্ট ম্যাগাজিন, 2006 থেকে ছবি)

সম্প্রতি আবিষ্কৃত জলের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে আরেকটি হল জলের অতীতের প্রভাব সম্পর্কে তথ্য মনে রাখার ক্ষমতা রয়েছে। এটি প্রথম জাপানি গবেষক মাসারু ইমোটো এবং আমাদের স্বদেশী স্ট্যানিস্লাভ জেনিন দ্বারা প্রমাণিত হয়েছিল, যিনি জলের কাঠামোর একটি ক্লাস্টার তত্ত্ব প্রস্তাব করেছিলেন, যা একটি ভলিউমেট্রিক পলিহেড্রাল কাঠামোর চক্রীয় সহযোগীদের নিয়ে গঠিত - সাধারণ সূত্রের ক্লাস্টার (এইচ 2 O) n, যেখানে n, সর্বশেষ তথ্য অনুসারে, শত শত এমনকি হাজার একক পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। এটি জলে ক্লাস্টারগুলির উপস্থিতির জন্য ধন্যবাদ যে জলের তথ্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। গবেষকরা বরফের মাইক্রোক্রিস্টালগুলিতে জমা জলের প্রক্রিয়াগুলির ছবি তোলেন, এটি বিভিন্ন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক এবং অ্যাকোস্টিক ক্ষেত্র, সুর, প্রার্থনা, শব্দ বা চিন্তাভাবনার সাথে প্রভাবিত করে। দেখা গেল যে সুন্দর সুর এবং শব্দের আকারে ইতিবাচক তথ্যের প্রভাবে, বরফটি প্রতিসম ষড়ভুজাকার স্ফটিকগুলিতে বরফ হয়ে গেছে। যেখানে অনিয়মিত সঙ্গীত এবং রাগান্বিত এবং আক্রমণাত্মক শব্দ শোনা যাচ্ছিল, বিপরীতে, জল বিশৃঙ্খল এবং আকৃতিহীন স্ফটিকগুলিতে বরফে পরিণত হয়েছিল। এটি প্রমাণ যে জলের একটি বিশেষ কাঠামো রয়েছে যা বাহ্যিক তথ্যের প্রভাবের প্রতি সংবেদনশীল। সম্ভবত 85-90% জল সমন্বিত মানুষের মস্তিষ্ক, জলের উপর একটি শক্তিশালী কাঠামোগত প্রভাব রয়েছে।

ইমোটো স্ফটিক আগ্রহ এবং অপর্যাপ্ত প্রমাণিত সমালোচনা উভয়ই জাগিয়ে তোলে। আপনি যদি তাদের মনোযোগ সহকারে দেখেন তবে আপনি দেখতে পাবেন যে তাদের গঠন ছয়টি শীর্ষে গঠিত। কিন্তু একটি আরও যত্নশীল বিশ্লেষণ দেখায় যে শীতকালে স্নোফ্লেক্সের গঠন একই থাকে, সবসময় প্রতিসম এবং ছয়টি শীর্ষের সাথে। ক্রিস্টালাইজড স্ট্রাকচারগুলি যে পরিবেশে তৈরি হয়েছিল সে সম্পর্কে তথ্য ধারণ করে কতটা? স্নোফ্লেকের গঠন সুন্দর বা আকৃতিহীন হতে পারে। এটি নির্দেশ করে যে নিয়ন্ত্রণ নমুনা (বায়ুমন্ডলে মেঘ) যেখানে তারা উদ্ভূত হয় তাদের উপর মূল অবস্থার মতো একই প্রভাব রয়েছে। প্রাথমিক অবস্থা হল সৌর কার্যকলাপ, তাপমাত্রা, ভূ-পদার্থগত ক্ষেত্র, আর্দ্রতা, ইত্যাদি। এই সমস্ত তথাকথিত থেকে মানে। গড় ensemble, আমরা উপসংহার করতে পারি যে জলের ফোঁটা এবং তারপরে স্নোফ্লেক্সের গঠন প্রায় একই। তাদের ভর প্রায় একই, এবং তারা একই গতিতে বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে চলে। বায়ুমণ্ডলে তারা তাদের কাঠামো তৈরি করতে থাকে এবং আয়তনে বৃদ্ধি পায়। এমনকি যদি তারা মেঘের বিভিন্ন অংশে গঠিত হয়, একটি দলে সর্বদা একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক তুষারফলক থাকে যা প্রায় একই পরিস্থিতিতে উদ্ভূত হয়। এবং স্নোফ্লেক্স সম্পর্কে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক তথ্য কী গঠন করে এই প্রশ্নের উত্তর ইমোটোতে পাওয়া যাবে। পরীক্ষাগারের পরিস্থিতিতে, নেতিবাচক তথ্য (ভূমিকম্প, মানুষের জন্য প্রতিকূল শব্দ কম্পন ইত্যাদি) স্ফটিক গঠন করে না, কিন্তু ইতিবাচক তথ্য, ঠিক বিপরীত। একটি ফ্যাক্টর কতটা স্নোফ্লেকের একই বা অনুরূপ কাঠামোকে আকৃতি দিতে পারে তা খুবই আকর্ষণীয়। পানির সর্বোচ্চ ঘনত্ব 4 °C তাপমাত্রায় পরিলক্ষিত হয়। এটি বৈজ্ঞানিকভাবে প্রমাণিত হয়েছে যে তাপমাত্রা শূন্যের নিচে নেমে গেলে ষড়ভুজ বরফের স্ফটিক তৈরি হতে শুরু করলে পানির ঘনত্ব কমে যায়। এটি জলের অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের ফলাফল।

এই কাঠামোর কারণ কি? স্ফটিকগুলি কঠিন পদার্থ, এবং তাদের উপাদান পরমাণু, অণু বা আয়নগুলি তিনটি স্থানিক মাত্রায় একটি নিয়মিত, পুনরাবৃত্তিমূলক প্যাটার্নে সাজানো হয়। জলের স্ফটিকগুলির গঠন কিছুটা আলাদা। আইজ্যাকের মতে, বরফের হাইড্রোজেন বন্ধনের মাত্র 10% হল সমযোজী, অর্থাৎ। মোটামুটি স্থিতিশীল তথ্য সহ। একটি জলের অণুর অক্সিজেন এবং অন্যটির হাইড্রোজেনের মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন বাহ্যিক প্রভাবের জন্য সবচেয়ে সংবেদনশীল। স্ফটিক তৈরি করার সময় পানির বর্ণালী সময়ের সাথে তুলনামূলকভাবে ভিন্ন হয়। আন্তোনভ এবং ইউসকেসেলিভ দ্বারা প্রমাণিত জলের বিন্দুর বিচ্ছিন্ন বাষ্পীভবনের প্রভাব এবং হাইড্রোজেন বন্ডের শক্তির অবস্থার উপর নির্ভরতা অনুসারে, আমরা স্ফটিকগুলির গঠন সম্পর্কে একটি উত্তর খুঁজতে পারি। বর্ণালীর প্রতিটি অংশ পানির ফোঁটার পৃষ্ঠের টানের উপর নির্ভর করে। বর্ণালীতে ছয়টি শিখর রয়েছে, যা তুষারকণার শাখা নির্দেশ করে।

এটা স্পষ্ট যে ইমোটোর পরীক্ষায়, প্রাথমিক "নিয়ন্ত্রণ" নমুনা স্ফটিকের চেহারাকে প্রভাবিত করে। এর মানে হল যে একটি নির্দিষ্ট ফ্যাক্টরের সংস্পর্শে আসার পরে, অনুরূপ স্ফটিক গঠন আশা করা যেতে পারে। অভিন্ন স্ফটিক পাওয়া প্রায় অসম্ভব। জলের উপর "ভালোবাসা" শব্দের প্রভাব পরীক্ষা করার সময়, ইমোটো স্পষ্টভাবে নির্দেশ করে না যে পরীক্ষাটি বিভিন্ন নমুনা দিয়ে করা হয়েছিল কিনা।

ইমোটো কৌশলটি যথেষ্ট পার্থক্য করা হয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য ডাবল-ব্লাইন্ড পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজন। আইজ্যাকের প্রমাণ যে জলের অণুগুলির 10% হিমাঙ্কের পরে সমযোজী বন্ধন তৈরি করে তা আমাদের দেখায় যে জল যখন হিমায়িত হয় তখন এই তথ্যটি ব্যবহার করে। ইমোটোর কৃতিত্ব, এমনকি দ্বিগুণ অন্ধ পরীক্ষা-নিরীক্ষা ছাড়াই, জলের তথ্য বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে বেশ গুরুত্বপূর্ণ।

প্রাকৃতিক স্নোফ্লেক, উইলসন বেন্টলি, 1925

প্রাকৃতিক জল থেকে প্রাপ্ত ইমোটো স্নোফ্লেক

একটি স্নোফ্লেক প্রাকৃতিক, এবং অন্যটি ইমোটো দ্বারা তৈরি করা হয়েছে, যা নির্দেশ করে যে জলের বর্ণালীতে বৈচিত্র্য সীমাহীন নয়।

ভূমিকম্প, সোফিয়া, 4.0 রিখটার স্কেল, 15 নভেম্বর 2008,
ডাঃ. Ignatov, 2008©, Prof. অ্যান্টোনভের ডিভাইস ©

এই চিত্রটি নিয়ন্ত্রণ নমুনা এবং অন্যান্য দিনে নেওয়া নমুনার মধ্যে পার্থক্য নির্দেশ করে। জলের অণুগুলি জলের মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন ভেঙ্গে দেয়, সেইসাথে একটি প্রাকৃতিক ঘটনার সময় বর্ণালীতে দুটি শিখর ভেঙ্গে যায়। একটি অ্যান্টোনভ ডিভাইস ব্যবহার করে গবেষণাটি করা হয়েছিল। বায়োফিজিকাল ফলাফল ভূমিকম্পের সময় শরীরের অত্যাবশ্যক স্বরে হ্রাস দেখায়। ভূমিকম্পের সময়, ইমোটোর গবেষণাগারে তুষারপাতের মধ্যে জল তার গঠন পরিবর্তন করতে পারে না। ভূমিকম্পের সময় পানির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবর্তনের প্রমাণ রয়েছে।

1963 সালে, তানজানিয়ার স্কুলছাত্র ইরাস্তো এমপেম্বা লক্ষ্য করেছিলেন যে গরম জল ঠান্ডা জলের চেয়ে দ্রুত জমে যায়। এই ঘটনাটিকে এমপেম্বা প্রভাব বলা হয়। যদিও জলের অনন্য বৈশিষ্ট্য অ্যারিস্টটল, ফ্রান্সিস বেকন এবং রেনে দেকার্তের দ্বারা অনেক আগে লক্ষ্য করা হয়েছিল। ঘটনাটি বেশ কয়েকটি স্বাধীন পরীক্ষা দ্বারা বহুবার প্রমাণিত হয়েছে। জলের আরেকটি অদ্ভুত বৈশিষ্ট্য আছে। আমার মতে, এর ব্যাখ্যা নিম্নরূপ: ফুটানো পানির ডিফারেনশিয়াল নন-ইকুইলিব্রিয়াম এনার্জি স্পেকট্রাম (DNES) ঘরের তাপমাত্রায় নেওয়া নমুনার তুলনায় পানির অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের গড় শক্তি কম। এর মানে ফুটানো পানির প্রয়োজন। কম শক্তি স্ফটিক গঠন এবং হিমায়িত শুরু.

বরফের গঠন এবং এর বৈশিষ্ট্যের চাবিকাঠি তার স্ফটিকের কাঠামোর মধ্যে রয়েছে। বরফের সমস্ত পরিবর্তনের স্ফটিকগুলি হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত H 2 O জলের অণুগুলি থেকে হাইড্রোজেন বন্ডের একটি নির্দিষ্ট বিন্যাস সহ ত্রি-মাত্রিক জাল কাঠামোতে তৈরি করা হয়। একটি জলের অণুকে কেবল একটি টেট্রাহেড্রন (একটি ত্রিভুজাকার ভিত্তি সহ একটি পিরামিড) হিসাবে কল্পনা করা যেতে পারে। এর কেন্দ্রে একটি অক্সিজেন পরমাণু রয়েছে, যা sp 3 সংকরকরণের অবস্থায় রয়েছে এবং দুটি শীর্ষে একটি হাইড্রোজেন পরমাণু রয়েছে, যার একটি 1s ইলেকট্রন অক্সিজেনের সাথে একটি সমযোজী H-O বন্ধন গঠনে জড়িত। অবশিষ্ট দুটি শীর্ষবিন্দু জোড়া জোড়াবিহীন অক্সিজেন ইলেকট্রন দ্বারা দখল করা হয়, যেগুলি আন্তঃআণবিক বন্ধন গঠনে অংশগ্রহণ করে না, তাই তাদের একা বলা হয়। H 2 O অণুর স্থানিক আকৃতি হাইড্রোজেন পরমাণুর পারস্পরিক বিকর্ষণ এবং কেন্দ্রীয় অক্সিজেন পরমাণুর একক ইলেক্ট্রন জোড়া দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়।

হাইড্রোজেন বন্ধন আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলির রসায়নে গুরুত্বপূর্ণ এবং দুর্বল ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শক্তি এবং দাতা-গ্রহণকারী মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়। এটি ঘটে যখন একটি জলের অণুর ইলেকট্রন-ঘাটতি হাইড্রোজেন পরমাণু একটি প্রতিবেশী জলের অণুর অক্সিজেন পরমাণুর একা ইলেক্ট্রন জোড়ার সাথে যোগাযোগ করে (O-H...O)। হাইড্রোজেন বন্ডের একটি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল এর অপেক্ষাকৃত কম শক্তি; এটি একটি রাসায়নিক সমযোজী বন্ধনের চেয়ে 5-10 গুণ দুর্বল। শক্তির পরিপ্রেক্ষিতে, একটি হাইড্রোজেন বন্ড একটি রাসায়নিক বন্ধন এবং ভ্যান ডার ওয়ালস মিথস্ক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে যা একটি কঠিন বা তরল পর্যায়ে অণুকে ধরে রাখে। একটি বরফের স্ফটিকের প্রতিটি জলের অণু একই সাথে অন্যান্য প্রতিবেশী অণুর সাথে 109°47 এর সমান কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত কোণে চারটি হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করতে পারে, যা টেট্রাহেড্রনের শীর্ষবিন্দুর দিকে নির্দেশিত, যা জল জমে গেলে একটি ঘন কাঠামো তৈরি করতে দেয় না ( চিত্র 3) বরফের কাঠামো I, Ic, VII এবং VIII-এ, এই টেট্রাহেড্রন নিয়মিত। II, III, V এবং VI-এ, টেট্রাহেড্রনগুলি লক্ষণীয়ভাবে বিকৃত হয়। বরফের কাঠামো VI, VII এবং VIII-এ, দুটি পারস্পরিক ছেদ করে হাইড্রোজেন বন্ডের সিস্টেমগুলিকে আলাদা করা যায়৷ হাইড্রোজেন বন্ডের এই অদৃশ্য কাঠামোটি একটি জাল নেটওয়ার্কের আকারে জলের অণুগুলিকে সাজায়, যার গঠনটি ফাঁপা অভ্যন্তরীণ চ্যানেলগুলির সাথে একটি ষড়ভুজাকার মৌচাকের মতো৷ যদি বরফ উত্তপ্ত হয় তবে নেটওয়ার্কের কাঠামোটি ধ্বংস হয়ে যায়: জল অণুগুলি জালের শূন্যস্থানে পড়তে শুরু করে, যা আরও ঘন তরল কাঠামোর দিকে পরিচালিত করে - এটি ব্যাখ্যা করে কেন জল বরফের চেয়ে ভারী।

ভাত। 3. চারটি H2O অণুর মধ্যে একটি হাইড্রোজেন বন্ড গঠন (লাল বলগুলি কেন্দ্রীয় অক্সিজেন পরমাণুর প্রতিনিধিত্ব করে, সাদা বলগুলি হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রতিনিধিত্ব করে)

হাইড্রোজেন বন্ধন এবং আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া বরফের গঠনের বৈশিষ্ট্য গলিত জলে সংরক্ষণ করা হয়, যেহেতু একটি বরফের স্ফটিক গলে গেলে, সমস্ত হাইড্রোজেন বন্ধনের মাত্র 15% ধ্বংস হয়ে যায়। অতএব, প্রতিটি জলের অণু এবং বরফের অন্তর্নিহিত চারটি প্রতিবেশী অণুর মধ্যে সংযোগ ("স্বল্প-পরিসরের আদেশ") লঙ্ঘন করা হয় না, যদিও অক্সিজেন কাঠামোর জালির একটি বৃহত্তর অস্পষ্টতা পরিলক্ষিত হয়। পানি ফুটলে হাইড্রোজেন বন্ধনও বজায় রাখা যায়। শুধুমাত্র জলীয় বাষ্পে কোন হাইড্রোজেন বন্ধন নেই।

বরফ, যা বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তৈরি হয় এবং 0 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গলে যায়, এটি সবচেয়ে সাধারণ, কিন্তু এখনও সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না, পদার্থ। এর গঠন এবং বৈশিষ্ট্য অনেক অস্বাভাবিক দেখায়। বরফের স্ফটিক জালির জায়গায়, জলের অণুগুলির টেট্রাহেড্রনের অক্সিজেন পরমাণুগুলি সুশৃঙ্খলভাবে সাজানো হয়, নিয়মিত ষড়ভুজ তৈরি করে, একটি ষড়ভুজ মৌচাকের মতো, এবং হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি হাইড্রোজেন বন্ধনের সাথে বিভিন্ন অবস্থান দখল করে। অক্সিজেন পরমাণু (চিত্র 4)। অতএব, তাদের প্রতিবেশীদের তুলনায় জলের অণুর ছয়টি সমতুল্য অভিযোজন সম্ভব। তাদের মধ্যে কিছু বাদ দেওয়া হয়েছে, যেহেতু একই হাইড্রোজেন বন্ধনে একই সাথে দুটি প্রোটনের উপস্থিতি অসম্ভাব্য, তবে জলের অণুগুলির অভিযোজনে যথেষ্ট অনিশ্চয়তা রয়ে গেছে। পরমাণুর এই আচরণটি অস্বাভাবিক, যেহেতু একটি কঠিন পদার্থে সমস্ত পরমাণু একই নিয়ম মেনে চলে: হয় পরমাণুগুলি একটি সুশৃঙ্খলভাবে সাজানো হয়, এবং তারপরে এটি একটি স্ফটিক, বা এলোমেলোভাবে, এবং তারপর এটি একটি নিরাকার পদার্থ। এই ধরনের একটি অস্বাভাবিক গঠন বরফের বেশিরভাগ পরিবর্তনে উপলব্ধি করা যেতে পারে - Ih, III, V, VI এবং VII (এবং দৃশ্যত Ic তে) (সারণী 3), এবং বরফ II, VIII এবং IX-এর কাঠামোতে জলের অণুগুলি প্রাচ্যগতভাবে নির্দেশিত হয় . জে বার্নালের মতে, বরফ অক্সিজেন পরমাণুর সাথে স্ফটিক এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে গ্লাসযুক্ত।

ভাত। 4. প্রাকৃতিক ষড়ভুজ কনফিগারেশনের বরফ গঠন I জ

অন্যান্য পরিস্থিতিতে, উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ চাপ এবং নিম্ন তাপমাত্রায় মহাকাশে, বরফ আলাদাভাবে স্ফটিক হয়ে যায়, অন্যান্য স্ফটিক জালি তৈরি করে এবং পরিবর্তনগুলি (ঘন, ত্রিকোণ, টেট্রাগোনাল, মনোক্লিনিক, ইত্যাদি), যার প্রত্যেকটির নিজস্ব গঠন এবং স্ফটিক জালি রয়েছে (সারণী 3)। রাশিয়ান গবেষক ড. জি.জি. ম্যালেনকভ এবং পদার্থবিদ্যা এবং গণিতে পিএইচ.ডি. ই.এ. ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্যাল কেমিস্ট্রি অ্যান্ড ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রি থেকে ঝেলিগোভস্কায়ার নামকরণ করা হয়েছে। একটি. রাশিয়ান একাডেমি অফ সায়েন্সেসের ফ্রুমকিন। II, III এবং V পরিবর্তনের বরফগুলি বায়ুমণ্ডলীয় চাপে দীর্ঘ সময়ের জন্য সংরক্ষণ করা হয় যদি তাপমাত্রা -170 °C (চিত্র 5) এর বেশি না হয়। আনুমানিক -150 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ঠাণ্ডা হলে, প্রাকৃতিক বরফ ঘন বরফ আইসি-তে পরিণত হয়, যার আকারে কিউব এবং অষ্টহেড্রা বেশ কয়েকটি ন্যানোমিটার থাকে। বরফ I c কখনও কখনও দেখা যায় যখন জল কৈশিকগুলিতে জমে যায়, যা দৃশ্যত প্রাচীরের উপাদানগুলির সাথে জলের মিথস্ক্রিয়া এবং এর গঠনের পুনরাবৃত্তি দ্বারা সহজতর হয়। যদি তাপমাত্রা -110 0 সেন্টিগ্রেডের চেয়ে সামান্য বেশি হয়, তবে ধাতব স্তরে 0.93 গ্রাম/সেমি 3 ঘনত্বের ঘনত্বের সাথে ঘন এবং ভারী কাঁচের নিরাকার বরফের স্ফটিক তৈরি হয়। বরফের এই দুটি রূপই স্বতঃস্ফূর্তভাবে ষড়ভুজাকার বরফে রূপান্তরিত হতে পারে এবং তাপমাত্রা যত দ্রুত হবে।

টেবিল 3. বরফের কিছু পরিবর্তন এবং তাদের শারীরিক পরামিতি।

বিঃদ্রঃ. 1 Å = 10 -10 মি

ভাত। 5. বিভিন্ন পরিবর্তনের স্ফটিক বরফের অবস্থার চিত্র।

এছাড়াও উচ্চ-চাপের বরফ রয়েছে - II এবং III ত্রিকোণীয় এবং টেট্রাগোনাল পরিবর্তন, ষড়ভুজাকার ঢেউতোলা উপাদান দ্বারা গঠিত ফাঁপা মৌচাক থেকে গঠিত, একে অপরের সাথে এক তৃতীয়াংশ দ্বারা স্থানান্তরিত হয় (চিত্র 6 এবং চিত্র 7)। এই বরফগুলি হিলিয়াম এবং আর্গন নামক মহৎ গ্যাসের উপস্থিতিতে স্থিতিশীল হয়। বরফ V মনোক্লিনিক পরিবর্তনের কাঠামোতে, প্রতিবেশী অক্সিজেন পরমাণুর মধ্যে কোণগুলি 86 0 থেকে 132 ° পর্যন্ত হয়, যা জলের অণুতে বন্ধন কোণ থেকে খুব আলাদা, যা 105 ° 47 '। টেট্রাগোনাল পরিবর্তনের আইস VI-এ দুটি ফ্রেম একে অপরের মধ্যে ঢোকানো থাকে, যার মধ্যে কোনো হাইড্রোজেন বন্ধন থাকে না, যার ফলে একটি বডি-কেন্দ্রিক স্ফটিক জালি তৈরি হয় (চিত্র 8)। বরফ VI এর গঠন হেক্সামারের উপর ভিত্তি করে - ছয়টি জলের অণুর ব্লক। তাদের কনফিগারেশন ঠিক জলের একটি স্থিতিশীল ক্লাস্টারের কাঠামোর পুনরাবৃত্তি করে, যা গণনা দ্বারা দেওয়া হয়। ঘন পরিবর্তনের বরফ VII এবং VIII, যা বরফ VII-এর নিম্ন-তাপমাত্রার আদেশকৃত ফর্মগুলির মধ্যে একই রকম কাঠামো রয়েছে যার মধ্যে বরফের ফ্রেমগুলি একে অপরের মধ্যে ঢোকানো হয়েছে। চাপের পরবর্তী বৃদ্ধির সাথে, বরফ VII এবং VIII-এর স্ফটিক জালিতে অক্সিজেন পরমাণুর মধ্যে দূরত্ব হ্রাস পাবে, ফলস্বরূপ বরফ X-এর গঠন তৈরি হয়, অক্সিজেন পরমাণুগুলি নিয়মিত জালিতে সাজানো থাকে এবং প্রোটন অর্ডার করা হয়।

ভাত। 7. আইস III কনফিগারেশন।

সাধারণ চাপে 72 K এর নিচে ক্ষার যোগ করে বরফ I h এর গভীর শীতল হওয়ার মাধ্যমে Ice XI গঠিত হয়। এই অবস্থার অধীনে, হাইড্রক্সিল স্ফটিক ত্রুটিগুলি গঠিত হয়, যার ফলে ক্রমবর্ধমান বরফ স্ফটিক তার গঠন পরিবর্তন করতে পারে। আইস ইলেভেন-এ প্রোটনের একটি অর্ডারযুক্ত বিন্যাস সহ একটি অর্থরহম্বিক স্ফটিক জালি রয়েছে এবং স্ফটিকের হাইড্রক্সিল ত্রুটিগুলির কাছাকাছি অনেক স্ফটিককরণ কেন্দ্রে একই সাথে গঠিত হয়।

ভাত। 8. আইস VI কনফিগারেশন।

বরফের মধ্যে মেটাস্টেবল ফর্ম IV এবং XIIও রয়েছে, যার জীবনকাল সেকেন্ড, এবং সবচেয়ে সুন্দর গঠন রয়েছে (চিত্র 9 এবং চিত্র 10)। মেটাস্টেবল বরফ পেতে, তরল নাইট্রোজেন তাপমাত্রায় 1.8 GPa চাপে বরফ I h সংকুচিত করা প্রয়োজন। এই বরফগুলি আরও সহজে গঠন করে এবং বিশেষত স্থিতিশীল থাকে যদি সুপার কুলড ভারী জল চাপের শিকার হয়। আরেকটি মেটাস্টেবল পরিবর্তন, বরফ IX, গঠিত হয় যখন বরফ III সুপার কুল করা হয় এবং মূলত এর নিম্ন-তাপমাত্রার রূপকে প্রতিনিধিত্ব করে।

ভাত। 9. আইস IV কনফিগারেশন।

ভাত। 10. আইস XII কনফিগারেশন।

বরফের শেষ দুটি পরিবর্তন - একটি মনোক্লিনিক XIII এবং একটি অর্থরহম্বিক কনফিগারেশন XIV - বেশ সম্প্রতি অক্সফোর্ড (ইউকে) এর বিজ্ঞানীরা 2006 সালে আবিষ্কার করেছিলেন। মনোক্লিনিক এবং রম্বিক জালির সাথে বরফের স্ফটিক থাকা উচিত এমন ধারণা নিশ্চিত করা কঠিন ছিল: -160 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় জলের সান্দ্রতা খুব বেশি এবং বিশুদ্ধ সুপারকুলড জলের অণুগুলির পক্ষে এত পরিমাণে একত্র হওয়া কঠিন। একটি স্ফটিক নিউক্লিয়াস গঠন. এটি একটি অনুঘটক ব্যবহার করে অর্জন করা হয়েছিল - হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, যা কম তাপমাত্রায় জলের অণুগুলির গতিশীলতা বৃদ্ধি করে। বরফের এই ধরনের পরিবর্তন পৃথিবীতে তৈরি হতে পারে না, তবে তারা শীতল গ্রহ এবং হিমায়িত উপগ্রহ এবং ধূমকেতুতে মহাকাশে বিদ্যমান থাকতে পারে। এইভাবে, বৃহস্পতি এবং শনির উপগ্রহগুলির পৃষ্ঠ থেকে ঘনত্ব এবং তাপ প্রবাহের গণনা আমাদেরকে বলতে দেয় যে গ্যানিমিড এবং ক্যালিস্টোতে অবশ্যই একটি বরফের খোল থাকতে হবে যেখানে বরফ I, III, V এবং VI বিকল্পভাবে থাকবে। টাইটানে, বরফগুলি একটি ভূত্বক নয়, একটি আস্তরণ তৈরি করে, যার ভিতরের স্তরটি বরফ VI, অন্যান্য উচ্চ-চাপের বরফ এবং ক্ল্যাথ্রেট হাইড্রেট নিয়ে গঠিত এবং বরফ I h শীর্ষে অবস্থিত।

ভাত। এগারো. প্রকৃতিতে স্নোফ্লেক্সের বৈচিত্র্য এবং আকৃতি

কম তাপমাত্রায় পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে উচ্চ, জল টেট্রাহেড্রা থেকে স্ফটিক হয়ে ষড়ভুজ বরফ Ih গঠন করে। বরফের স্ফটিক গঠনের কেন্দ্র হল কঠিন ধূলিকণা, যা বায়ুমন্ডলের উপরের স্তরে উঠে যায়। বরফের এই ভ্রূণীয় মাইক্রোক্রিস্টালের চারপাশে, পৃথক জলের অণু দ্বারা গঠিত সূঁচগুলি ছয়টি প্রতিসাম্য দিকে বৃদ্ধি পায়, যার উপর পার্শ্বীয় প্রক্রিয়াগুলি - ডেনড্রাইটগুলি - বৃদ্ধি পায়। তুষারকণার চারপাশে বাতাসের তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা একই, তাই এটি প্রাথমিকভাবে আকারে প্রতিসম। স্নোফ্লেক্স তৈরি হওয়ার সাথে সাথে তারা ধীরে ধীরে বায়ুমণ্ডলের নিম্ন স্তরে পড়ে, যেখানে তাপমাত্রা বেশি থাকে। এখানে গলে যায় এবং তাদের আদর্শ জ্যামিতিক আকৃতি বিকৃত হয়ে বিভিন্ন ধরনের তুষারকণা তৈরি করে (চিত্র 11)।

আরও গলে যাওয়ার সাথে সাথে, বরফের ষড়ভুজ গঠনটি ধ্বংস হয়ে যায় এবং ক্লাস্টারের চক্রীয় সহযোগীর পাশাপাশি ত্রি-, টেট্রা-, পেন্টা-, জলের হেক্সামার্স (চিত্র 12) এবং মুক্ত জলের অণুগুলির মিশ্রণ তৈরি হয়। ফলস্বরূপ ক্লাস্টারগুলির গঠন অধ্যয়ন করা প্রায়শই উল্লেখযোগ্যভাবে কঠিন, কারণ আধুনিক তথ্য অনুসারে, জল বিভিন্ন নিরপেক্ষ ক্লাস্টার (H 2 O) n এবং তাদের চার্জযুক্ত ক্লাস্টার আয়নগুলির মিশ্রণ [H 2 O] + n এবং [ H 2 O ] - n, যা 10 -11 -10 -12 সেকেন্ডের জীবনকালের সাথে নিজেদের মধ্যে গতিশীল ভারসাম্য বজায় রাখে।

ভাত। 12।সম্ভাব্য জল ক্লাস্টার (a-h) রচনার (H 2 O) n, যেখানে n = 5-20।

ক্লাস্টারগুলি বাহ্যিকভাবে প্রসারিত হাইড্রোজেন বন্ড মুখের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম হয়, আরও জটিল পলিহেড্রাল কাঠামো তৈরি করে যেমন হেক্সাহেড্রন, অক্টাহেড্রন, আইকোসাহেড্রন এবং ডোডেকাহেড্রন। এইভাবে, পানির গঠন তথাকথিত প্লেটোনিক কঠিন পদার্থের (টেট্রাহেড্রন, হেক্সাহেড্রন, অক্টাহেড্রন, আইকোসাহেড্রন এবং ডোডেকাহেড্রন) এর সাথে সম্পর্কিত, যা প্রাচীন গ্রীক দার্শনিক এবং জ্যামিমিটার প্লেটোর নামে নামকরণ করা হয়েছিল, যিনি এগুলি আবিষ্কার করেছিলেন, যার আকৃতি সোনার অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়। (চিত্র 13)।

ভাত। 13. প্লেটোনিক কঠিন পদার্থ, যার জ্যামিতিক আকৃতি সোনালী অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়।

যেকোনো স্থানিক পলিহেড্রনে শীর্ষবিন্দু (B), মুখ (G) এবং প্রান্তের (P) সংখ্যা সম্পর্কের দ্বারা বর্ণনা করা হয়:

B + G = P + 2

একটি নিয়মিত পলিহেড্রনের শীর্ষবিন্দু (B) এবং এর একটি মুখের প্রান্তের সংখ্যা (P) এর অনুপাত একই পলিহেড্রনের মুখের সংখ্যা (G) প্রান্তের সংখ্যার অনুপাতের সমান ( P) এর একটি শীর্ষবিন্দু থেকে উদ্ভূত। একটি টেট্রাহেড্রনের জন্য এই অনুপাত 4:3, একটি হেক্সাহেড্রন (6 মুখ) এবং অষ্টহেড্রন (8 মুখ) এর জন্য এটি 2:1 এবং একটি ডোডেকাহেড্রন (12 মুখ) এবং আইকোসেহেড্রন (20 মুখ) এর জন্য এটি 4:1।

রাশিয়ান বিজ্ঞানীদের দ্বারা গণনা করা পলিহেড্রাল ওয়াটার ক্লাস্টারের গঠন আধুনিক বিশ্লেষণী পদ্ধতি ব্যবহার করে নিশ্চিত করা হয়েছে: প্রোটন ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স স্পেকট্রোস্কোপি, ফেমটোসেকেন্ড লেজার স্পেকট্রোস্কোপি, এক্স-রে এবং জলের স্ফটিকগুলিতে নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন। জলের ক্লাস্টারের আবিষ্কার এবং তথ্য সঞ্চয় করার জলের ক্ষমতা 21 তম সহস্রাব্দের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দুটি আবিষ্কার। এটি স্পষ্টভাবে প্রমাণ করে যে প্রকৃতি সুনির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকার এবং অনুপাতের আকারে প্রতিসাম্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, বরফের স্ফটিকগুলির বৈশিষ্ট্য।

সাহিত্য।

1. Belyanin V., Romanova E. Life, the water molecule and the golden proportion // Science and Life, 2004, Vol. 10, No. 3, p. 23-34।

2. শুমস্কি পিএ, কাঠামোগত বরফ বিজ্ঞানের মৌলিক বিষয়। - মস্কো, 1955 বি পি। 113।

3. Mosin O.V., Ignatov I. জীবনের একটি পদার্থ হিসাবে জল সম্পর্কে সচেতনতা। // চেতনা এবং শারীরিক বাস্তবতা। 2011, টি 16, নং 12, পি। 9-22।

4. Petryanov I.V. বিশ্বের সবচেয়ে অসাধারণ পদার্থ। Moscow, Pedagogy, 1981, p. 51-53।

5 আইজেনবার্গ ডি, কাউটসম্যান ভি। পানির গঠন ও বৈশিষ্ট্য। - লেনিনগ্রাদ, Gidrometeoizdat, 1975, পি। 431।

6. Kulsky L. A., Dal V. V., Lenchina L. G. পরিচিত এবং রহস্যময় জল। - কিইভ, রোডিয়ানবস্ক স্কুল, 1982, পি। 62-64।

7. Zatsepina G. N. পানির গঠন এবং বৈশিষ্ট্য। - মস্কো, এড। মস্কো স্টেট ইউনিভার্সিটি, 1974, পি। 125।

8. আন্তনচেঙ্কো ভি. ইয়া., ডেভিডভ এন. এস., ইলিন ভি. ভি. জল পদার্থবিদ্যার মৌলিক বিষয়গুলি - কিইভ, নাউকোভা দুমকা, 1991, পৃ. 167।

9. সিমোনাইট টি. ডিএনএ-এর মতো বরফ কার্বন ন্যানোটিউবের ভিতরে "দেখা" // নিউ সায়েন্টিস্ট, ভি. 12, 2006।

10. ইমোটো এম. জলের বার্তা। বরফ স্ফটিক গোপন কোড. - সোফিয়া, 2006। পি। 96.

11. জেনিন S.V., Tyaglov B.V. হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া প্রকৃতি। জলীয় দ্রবণে ওরিয়েন্টেশন ক্ষেত্রগুলির উত্থান // জার্নাল অফ ফিজিক্যাল কেমিস্ট্রি, 1994, টি. 68, নং 3, পৃ. 500-503।

12. Pimentel J., McClellan O. Hydrogen bonding - Moscow, Nauka, 1964, p. 84-85।

13. বার্নাল জে., ফাউলার আর. জল এবং আয়নিক সমাধানের কাঠামো // Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1934, T. 14, নং 5, p. 587-644।

14. খোবজা পি., জাহরাদনিক আর. আন্তঃআণবিক কমপ্লেক্স: ভৌত রসায়ন এবং জীববিজ্ঞানে ভ্যান ডের ওয়াল সিস্টেমের ভূমিকা। - মস্কো, মীর, 1989, পৃ. 34-36।

15. পাউন্ডার ই.আর. বরফের পদার্থবিদ্যা, ট্রান্স। ইংরেজী থেকে - মস্কো, 1967, পি। ৮৯।

16. কোমারভ এস.এম. উচ্চ চাপের বরফের নিদর্শন। // রসায়ন এবং জীবন, 2007, নং 2, পৃষ্ঠা 48-51।

17. E. A. Zheligovskaya, G. G. Malenkov. স্ফটিক বরফ // Uspekhi khimii, 2006, No. 75, p. 64.

18. ফ্লেচার এন.এইচ. বরফের রাসায়নিক পদার্থবিদ্যা, ক্যামব্রিজ, 1970।

19. নেমুখিন এ.ভি. ক্লাস্টারের বৈচিত্র্য // রাশিয়ান কেমিক্যাল জার্নাল, 1996, টি. 40, নং 2, পি। 48-56।

20. Mosin O.V., Ignatov I. পানির গঠন এবং ভৌত বাস্তবতা। // চেতনা এবং শারীরিক বাস্তবতা, 2011, টি. 16, নং 9, পি। 16-32।

21. Ignatov I. Bioenergetic ঔষধ। জীবন্ত পদার্থের উৎপত্তি, জলের স্মৃতি, বায়োরেসোনেন্স, বায়োফিজিকাল ক্ষেত্র। - GayaLibris, Sofia, 2006, p. 93.

কাস্টম অনুসন্ধান

জল কাঠামো

পিএইচ.ডি. ও.ভি. মসিন

একটি জলের অণু হল একটি ছোট ডাইপোল যার মেরুতে ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক চার্জ থাকে। যেহেতু অক্সিজেন নিউক্লিয়াসের ভর এবং চার্জ হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসের চেয়ে বেশি, তাই ইলেকট্রন মেঘ অক্সিজেন নিউক্লিয়াসের দিকে টানা হয়। এই ক্ষেত্রে, হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস উন্মুক্ত হয়। এইভাবে, ইলেক্ট্রন মেঘের একটি অ-ইনিফর্ম ঘনত্ব রয়েছে। হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াসের কাছে ইলেক্ট্রন ঘনত্বের অভাব রয়েছে এবং অণুর বিপরীত দিকে অক্সিজেন নিউক্লিয়াসের কাছে ইলেকট্রন ঘনত্বের অতিরিক্ত রয়েছে। এটি এই কাঠামো যা জলের অণুর মেরুতা নির্ধারণ করে। আপনি যদি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক চার্জের কেন্দ্রগুলিকে সরল রেখার সাথে সংযুক্ত করেন তবে আপনি একটি ত্রিমাত্রিক জ্যামিতিক চিত্র পাবেন - একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রন।

একটি জলের অণুর গঠন (ডান দিকের ছবি)

হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতির কারণে, প্রতিটি জলের অণু 4টি প্রতিবেশী অণুর সাথে একটি হাইড্রোজেন বন্ড গঠন করে, বরফের অণুতে একটি ওপেনওয়ার্ক জাল ফ্রেম তৈরি করে। যাইহোক, তরল অবস্থায়, জল একটি বিকৃত তরল; এই হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি স্বতঃস্ফূর্ত, স্বল্পস্থায়ী, দ্রুত ভেঙে যায় এবং আবার গঠন করে। এই সব পানির গঠনে ভিন্নতা বাড়ে।

জলের অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন (বাম নীচের ছবি)

জল যে গঠনে ভিন্নধর্মী তা অনেক আগেই প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। এটি দীর্ঘদিন ধরে জানা গেছে যে বরফ জলের পৃষ্ঠে ভাসে, অর্থাৎ স্ফটিক বরফের ঘনত্ব তরলের ঘনত্বের চেয়ে কম।

প্রায় সমস্ত অন্যান্য পদার্থের জন্য, স্ফটিকটি তরল পর্যায়ের চেয়ে ঘন। উপরন্তু, গলে যাওয়ার পরেও, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে, জলের ঘনত্ব বাড়তে থাকে এবং সর্বোচ্চ 4C এ পৌঁছায়। জলের সংকোচনযোগ্যতার অসঙ্গতি কম পরিচিত: গলনাঙ্ক থেকে 40C পর্যন্ত উত্তপ্ত হলে, এটি হ্রাস পায় এবং তারপর বৃদ্ধি পায়। পানির তাপ ক্ষমতাও তাপমাত্রার উপর একঘেয়ে নির্ভর করে।

উপরন্তু, 30C এর নিচে তাপমাত্রায়, বায়ুমণ্ডলীয় থেকে 0.2 GPa-তে চাপ বৃদ্ধির সাথে, জলের সান্দ্রতা হ্রাস পায় এবং স্ব-প্রসারণ সহগ, একটি পরামিতি যা একে অপরের সাপেক্ষে জলের অণুগুলির চলাচলের গতি নির্ধারণ করে, বৃদ্ধি পায়।

অন্যান্য তরলগুলির জন্য, সম্পর্কটি বিপরীত, এবং প্রায় কোথাও এটি ঘটে না যে কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার অ-একঘেয়ে আচরণ করে, যেমন প্রথম বৃদ্ধি, এবং তাপমাত্রা বা চাপ একটি সমালোচনামূলক মান পাস করার পরে হ্রাস. একটি অনুমান উত্থাপিত হয়েছিল যে প্রকৃতপক্ষে জল একটি একক তরল নয়, তবে দুটি উপাদানের মিশ্রণ যা বৈশিষ্ট্যে পৃথক, উদাহরণস্বরূপ, ঘনত্ব এবং সান্দ্রতা এবং তাই গঠন। এই জাতীয় ধারণাগুলি 19 শতকের শেষের দিকে উত্থাপিত হতে শুরু করে, যখন জলের অসামঞ্জস্যের উপর প্রচুর ডেটা জমা হয়েছিল।

1884 সালে হোয়াইটিং প্রথম এই ধারণাটি প্রস্তাব করেছিলেন যে জল দুটি উপাদান নিয়ে গঠিত। 1935 সালে প্রকাশিত "দ্য নেচার অফ ওয়াটার। হেভি ওয়াটার" মনোগ্রাফে ইএফ ফ্রিটসম্যান তাঁর লেখকত্বের উল্লেখ করেছেন। 1891 সালে, ভি. রেংটেন পানির দুটি অবস্থার ধারণা প্রবর্তন করেন, যার ঘনত্ব ভিন্ন। এর পরে, অনেকগুলি কাজ প্রকাশিত হয়েছিল যেখানে জলকে বিভিন্ন রচনার (হাইড্রোল) সহযোগীর মিশ্রণ হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছিল।

1920-এর দশকে যখন বরফের গঠন নির্ধারণ করা হয়েছিল, তখন দেখা গেল যে স্ফটিক অবস্থায় জলের অণুগুলি একটি ত্রিমাত্রিক অবিচ্ছিন্ন নেটওয়ার্ক গঠন করে যেখানে প্রতিটি অণুর চারটি নিকটতম প্রতিবেশী রয়েছে যা একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রনের শীর্ষে অবস্থিত। 1933 সালে, J. Bernal এবং P. Fowler পরামর্শ দিয়েছিলেন যে তরল জলে একই ধরনের নেটওয়ার্ক বিদ্যমান। যেহেতু জল বরফের চেয়ে ঘন, তাই তারা বিশ্বাস করেছিল যে এর অণুগুলি বরফের মতো নয়, অর্থাৎ খনিজ ট্রিডাইমাইটের সিলিকন পরমাণুর মতো, তবে সিলিকা, কোয়ার্টজের ঘন পরিবর্তনে সিলিকন পরমাণুর মতো। নিম্ন তাপমাত্রায় ট্রিডাইমাইট উপাদানের উপস্থিতি দ্বারা 0 থেকে 4C পর্যন্ত উত্তপ্ত হলে পানির ঘনত্বের বৃদ্ধি ব্যাখ্যা করা হয়েছিল। এইভাবে, বার্নাল ফাউলারের মডেল দ্বি-কাঠামোর উপাদানটিকে ধরে রেখেছে, কিন্তু তাদের প্রধান কৃতিত্ব ছিল একটি অবিচ্ছিন্ন টেট্রাহেড্রাল নেটওয়ার্কের ধারণা। তারপর I. Langmuir-এর বিখ্যাত aphorism হাজির: "সমুদ্র একটি বড় অণু।" মডেলের অতিরিক্ত স্পেসিফিকেশন ইউনিফাইড গ্রিড তত্ত্বের সমর্থকদের সংখ্যা বাড়ায়নি।

এটি 1951 সাল পর্যন্ত নয় যে জে. পোপল একটি ক্রমাগত গ্রিড মডেল তৈরি করেছিলেন, যা বার্নাল ফাউলারের মডেলের মতো নির্দিষ্ট ছিল না। পপল জলকে একটি এলোমেলো টেট্রাহেড্রাল নেটওয়ার্ক হিসাবে কল্পনা করেছিলেন, অণুগুলির মধ্যে বন্ধন যার মধ্যে বাঁকা এবং বিভিন্ন দৈর্ঘ্য রয়েছে। পপলের মডেল বন্ডের নমন দ্বারা গলে যাওয়ার সময় জলের সংমিশ্রণ ব্যাখ্যা করে। 60-70-এর দশকে যখন বরফ II এবং IX-এর কাঠামোর প্রথম সংজ্ঞা প্রকাশিত হয়েছিল, তখন এটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে কীভাবে বন্ডের নমন কাঠামোর সংকোচনের দিকে নিয়ে যেতে পারে। পপলের মডেল তাপমাত্রা এবং চাপের পাশাপাশি দ্বি-রাষ্ট্রীয় মডেলের উপর জলের বৈশিষ্ট্যগুলির অ-একঘেয়ে নির্ভরতা ব্যাখ্যা করতে পারেনি। অতএব, দুটি রাজ্যের ধারণাটি অনেক বিজ্ঞানী দীর্ঘদিন ধরে ভাগ করেছিলেন।

কিন্তু 20 শতকের দ্বিতীয়ার্ধে হাইড্রোলের গঠন এবং গঠন সম্পর্কে কল্পনা করা অসম্ভব ছিল যেমনটি তারা শতাব্দীর শুরুতে করেছিল। বরফ এবং স্ফটিক হাইড্রেট কীভাবে কাজ করে তা ইতিমধ্যেই জানা ছিল এবং তারা হাইড্রোজেন বন্ধন সম্পর্কে অনেক কিছু জানত। কন্টিনিউম মডেল (পপলস মডেল) ছাড়াও মিশ্র মডেলের দুটি গ্রুপ আবির্ভূত হয়েছে: ক্লাস্টার এবং ক্ল্যাথ্রেট। প্রথম গ্রুপে, জল হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত অণুগুলির ক্লাস্টার আকারে আবির্ভূত হয়েছিল, যা এই ধরনের বন্ধনে জড়িত নয় এমন অণুগুলির সমুদ্রে ভেসেছিল। মডেলের দ্বিতীয় গ্রুপ জলকে একটি অবিচ্ছিন্ন নেটওয়ার্ক হিসাবে বিবেচনা করেছিল (সাধারণত এই প্রসঙ্গে একটি কাঠামো বলা হয়) হাইড্রোজেন বন্ড যাতে শূন্যতা থাকে; তাদের মধ্যে এমন অণু রয়েছে যা কাঠামোর অণুর সাথে বন্ধন তৈরি করে না। গুচ্ছ মডেলের দুটি মাইক্রোফেসের বৈশিষ্ট্য এবং ঘনত্ব বা ফ্রেমওয়ার্কের বৈশিষ্ট্য এবং ক্ল্যাথ্রেট মডেলের শূন্যস্থান পূরণের ডিগ্রি নির্বাচন করা কঠিন ছিল না, যাতে বিখ্যাত অসঙ্গতিগুলি সহ জলের সমস্ত বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করা যায়।

ক্লাস্টার মডেলগুলির মধ্যে, সবচেয়ে আকর্ষণীয় ছিল জি. নেমেতি এবং এইচ. শেরাগির মডেল।: তারা যে ছবিগুলি প্রস্তাব করেছিল, আবদ্ধ অণুগুলির একটি সমুদ্রে ভাসমান আবদ্ধ অণুর ক্লাস্টারকে চিত্রিত করে, অনেকগুলি মনোগ্রাফে অন্তর্ভুক্ত ছিল।

ক্ল্যাথ্রেট টাইপের প্রথম মডেলটি 1946 সালে O.Ya. Samoilov দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল: জলে, ষড়ভুজাকার বরফের মতো হাইড্রোজেন বন্ধনের একটি নেটওয়ার্ক সংরক্ষণ করা হয়, যার গহ্বরগুলি আংশিকভাবে মনোমার অণু দ্বারা পূর্ণ। L. Pauling 1959 সালে আরেকটি বিকল্প তৈরি করেছিলেন, পরামর্শ দিয়েছিলেন যে কাঠামোর ভিত্তি কিছু স্ফটিক হাইড্রেটের অন্তর্নিহিত বন্ধনের নেটওয়ার্ক হতে পারে।

60-এর দশকের দ্বিতীয়ার্ধে এবং 70-এর দশকের শুরুতে, এই সমস্ত দৃষ্টিভঙ্গির একটি অভিন্নতা পরিলক্ষিত হয়েছিল। ক্লাস্টার মডেলের বৈকল্পিক উপস্থিত হয়েছিল যেখানে উভয় মাইক্রোফেজের অণুগুলি হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। ক্ল্যাথ্রেট মডেলের সমর্থকরা অকার্যকর এবং ফ্রেমওয়ার্ক অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের কথা স্বীকার করতে শুরু করে। যে, প্রকৃতপক্ষে, এই মডেলগুলির লেখকরা জলকে হাইড্রোজেন বন্ধনের একটি অবিচ্ছিন্ন নেটওয়ার্ক হিসাবে বিবেচনা করেন। এবং আমরা এই গ্রিডটি কতটা ভিন্নধর্মী (উদাহরণস্বরূপ, ঘনত্বে) সে সম্পর্কে কথা বলছি। বন্ধনহীন জলের অণুগুলির সমুদ্রে ভাসমান হাইড্রোজেন-বন্ধনযুক্ত ক্লাস্টার হিসাবে জলের ধারণাটি আশির দশকের গোড়ার দিকে শেষ হয়ে যায়, যখন জি. স্ট্যানলি পার্কোলেশন তত্ত্ব প্রয়োগ করেন, যা জলের পর্যায় রূপান্তরকে বর্ণনা করে। জল মডেল।

1999 সালে, বিখ্যাত রাশিয়ান জল গবেষক এস.ভি. জেনিন ক্লাস্টার তত্ত্বের উপর রাশিয়ান একাডেমি অফ সায়েন্সেসের ইনস্টিটিউট অফ মেডিক্যাল অ্যান্ড বায়োলজিক্যাল প্রবলেম-এ তার ডক্টরেট গবেষণামূলক গবেষণার প্রতিরক্ষা করেছিলেন, যা গবেষণার এই ক্ষেত্রের অগ্রগতির ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য পদক্ষেপ ছিল, যার জটিলতা এই সত্য দ্বারা বর্ধিত হয় যে তারা তিনটি বিজ্ঞানের সংযোগস্থলে রয়েছে: পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং জীববিদ্যা। তিনটি ভৌত ​​রাসায়নিক পদ্ধতির দ্বারা প্রাপ্ত তথ্যের উপর ভিত্তি করে: রিফ্র্যাক্টোমেট্রি (S.V. Zenin, B.V. Tyaglov, 1994), উচ্চ-কার্যকারিতা তরল ক্রোমাটোগ্রাফি (S.V. Zenin et al., 1998) এবং প্রোটন চৌম্বকীয় অনুরণন (C S.V. 1993 এবং Z93) প্রমানিত জলের অণুগুলির প্রধান স্থিতিশীল কাঠামোগত গঠনের মডেল (গঠিত জল), এবং তারপরে (এস.ভি. জেনিন, 2004) একটি কনট্রাস্ট-ফেজ মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে এই কাঠামোগুলির একটি চিত্র প্রাপ্ত হয়েছিল।

বিজ্ঞান এখন প্রমাণ করেছে যে জলের ভৌত বৈশিষ্ট্যের বিশেষত্ব এবং জলের অণুতে প্রতিবেশী হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন পরমাণুর মধ্যে অসংখ্য স্বল্পস্থায়ী হাইড্রোজেন বন্ধন বিশেষ সম্পর্কযুক্ত কাঠামো (গুচ্ছ) গঠনের অনুকূল সুযোগ তৈরি করে যা অনুধাবন, সঞ্চয় এবং প্রেরণ করে। তথ্যের বিস্তৃত বৈচিত্র্য।

এই ধরনের জলের কাঠামোগত একক হল ক্ল্যাথ্রেট সমন্বিত একটি ক্লাস্টার, যার প্রকৃতি দীর্ঘ-পরিসরের কুলম্ব বাহিনী দ্বারা নির্ধারিত হয়। ক্লাস্টারগুলির গঠন এই জলের অণুগুলির সাথে সংঘটিত মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে তথ্য এনকোড করে। জলের ক্লাস্টারে, অক্সিজেন পরমাণু এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর মধ্যে সমযোজী এবং হাইড্রোজেন বন্ধনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া হওয়ার কারণে, একটি প্রোটনের (H+) স্থানান্তর একটি রিলে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটতে পারে, যার ফলে ক্লাস্টারের মধ্যে প্রোটনের স্থানান্তরিত হয়।

জল, বিভিন্ন ধরনের অনেক ক্লাস্টার সমন্বিত, একটি শ্রেণিবদ্ধ স্থানিক তরল স্ফটিক কাঠামো গঠন করে যা বিপুল পরিমাণ তথ্য উপলব্ধি করতে এবং সঞ্চয় করতে পারে।

চিত্রটি (V.L. Voeikov) উদাহরণ হিসাবে বেশ কয়েকটি সাধারণ ক্লাস্টার কাঠামোর চিত্র দেখায়।

জল ক্লাস্টার কিছু সম্ভাব্য কাঠামো

খুব ভিন্ন প্রকৃতির শারীরিক ক্ষেত্র তথ্যের বাহক হতে পারে। এইভাবে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, অ্যাকোস্টিক এবং অন্যান্য ক্ষেত্র ব্যবহার করে বিভিন্ন প্রকৃতির বস্তুর সাথে জলের তরল স্ফটিক কাঠামোর দূরবর্তী তথ্য মিথস্ক্রিয়া হওয়ার সম্ভাবনা প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। প্রভাবিত বস্তুটিও একজন ব্যক্তি হতে পারে।

জল অতি-দুর্বল এবং দুর্বল বিকল্প ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের উৎস। ন্যূনতম বিশৃঙ্খল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ কাঠামোবদ্ধ জল দ্বারা তৈরি হয়। এই ক্ষেত্রে, একটি সংশ্লিষ্ট ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের আনয়ন ঘটতে পারে, যা জৈবিক বস্তুর কাঠামোগত এবং তথ্য বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, সুপার কুলড জলের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রাপ্ত হয়েছে। কম তাপমাত্রায় জল অধ্যয়ন করা খুব আকর্ষণীয়, কারণ এটি অন্যান্য তরলগুলির চেয়ে বেশি শীতল হতে পারে। জলের স্ফটিককরণ, একটি নিয়ম হিসাবে, জাহাজের দেয়ালে বা কঠিন অমেধ্যের ভাসমান কণার উপর কিছু অসঙ্গতিতে শুরু হয়। অতএব, সুপার কুলড জল স্বতঃস্ফূর্তভাবে স্ফটিক হয়ে যাবে এমন তাপমাত্রা খুঁজে পাওয়া সহজ নয়। কিন্তু বিজ্ঞানীরা এটি করতে পেরেছেন, এবং এখন তথাকথিত সমজাতীয় নিউক্লিয়েশনের তাপমাত্রা, যখন পুরো আয়তন জুড়ে বরফের স্ফটিক তৈরি হয়, তখন 0.3 জিপিএ পর্যন্ত চাপের জন্য পরিচিত, অর্থাৎ অস্তিত্বের অঞ্চলগুলিকে আবৃত করে। বরফ II

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ থেকে সীমানা বিচ্ছিন্ন বরফ I এবং II পর্যন্ত, এই তাপমাত্রা 231 থেকে 180 K থেকে নেমে আসে, এবং তারপরে সামান্য বৃদ্ধি পায় 190 K-এ। এই গুরুতর তাপমাত্রার নীচে, তরল জল নীতিগতভাবে অসম্ভব।

বরফের গঠন (ডান দিকের ছবি)

যাইহোক, এই তাপমাত্রার সাথে একটি রহস্য জড়িত আছে। আশির দশকের মাঝামাঝি, নিরাকার বরফের একটি নতুন পরিবর্তন আবিষ্কৃত হয়েছিল - উচ্চ-ঘনত্বের বরফ, এবং এটি দুটি রাজ্যের মিশ্রণ হিসাবে জলের ধারণাটিকে পুনরুজ্জীবিত করতে সহায়তা করেছিল। স্ফটিক কাঠামো নয়, তবে বিভিন্ন ঘনত্বের নিরাকার বরফের কাঠামোকে প্রোটোটাইপ হিসাবে বিবেচনা করা হত। এই ধারণাটি ই.জি. পনিয়াটোভস্কি এবং ভিভি সিনিটসিন দ্বারা সবচেয়ে স্পষ্ট আকারে প্রণয়ন করা হয়েছিল, যিনি 1999 সালে লিখেছেন: "জল দুটি উপাদানের নিয়মিত সমাধান হিসাবে বিবেচিত হয়, স্থানীয় কনফিগারেশন যা নিরাকার বরফের পরিবর্তনের স্বল্প-পরিসরের ক্রম অনুসারে। " অধিকন্তু, নিউট্রন বিচ্ছুরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে উচ্চ চাপে অতি শীতল জলে স্বল্প-পরিসরের ক্রম অধ্যয়ন করে, বিজ্ঞানীরা এই কাঠামোর সাথে সম্পর্কিত উপাদানগুলি খুঁজে পেতে সক্ষম হন।

নিরাকার বরফের পলিমরফিজমের ফলশ্রুতিতে অনুমানিক নিম্ন-তাপমাত্রার সমালোচনামূলক বিন্দুর নীচে তাপমাত্রায় জলকে দুটি অপরিবর্তনীয় উপাদানে বিভক্ত করার বিষয়ে অনুমানের দিকে পরিচালিত করেছে। দুর্ভাগ্যবশত, গবেষকদের মতে, 0.017 GPa চাপে এই তাপমাত্রা নিউক্লিয়েশন তাপমাত্রার থেকে 230 K কম, তাই কেউ এখনও তরল জলের স্তরবিন্যাস পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হয়নি। এইভাবে, দ্বি-রাষ্ট্র মডেলের পুনরুজ্জীবন তরল জলে হাইড্রোজেন বন্ডের নেটওয়ার্কের ভিন্নতা নিয়ে প্রশ্ন উত্থাপন করেছে। এই ভিন্নতা শুধুমাত্র কম্পিউটার মডেলিং ব্যবহার করে বোঝা যায়।

পানির স্ফটিক গঠন সম্পর্কে বলতে গেলে, এটি উল্লেখ করা উচিত যে বরফের 14টি পরিবর্তন জানা যায়,যার বেশিরভাগই প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না, যেখানে জলের অণু উভয়ই তাদের স্বতন্ত্রতা ধরে রাখে এবং হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। অন্যদিকে, ক্ল্যাথ্রেট হাইড্রেটে হাইড্রোজেন বন্ড নেটওয়ার্কের অনেক রূপ রয়েছে। এই নেটওয়ার্কগুলির শক্তি (উচ্চ চাপের বরফ এবং ক্ল্যাথ্রেট হাইড্রেট) ঘন এবং ষড়ভুজ বরফের শক্তির চেয়ে বেশি নয়। অতএব, এই জাতীয় কাঠামোর টুকরোগুলি তরল জলেও উপস্থিত হতে পারে। অগণিত বিভিন্ন অ-পর্যায়ক্রমিক খণ্ড তৈরি করা সম্ভব, যার অণুগুলির চারটি নিকটতম প্রতিবেশী প্রায় টেট্রাহেড্রনের শীর্ষে অবস্থিত, তবে তাদের গঠন বরফের পরিচিত পরিবর্তনগুলির কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়। যেমন অসংখ্য গণনা দেখিয়েছে, এই ধরনের খণ্ডের অণুগুলির পারস্পরিক ক্রিয়া শক্তি একে অপরের কাছাকাছি হবে এবং তরল জলে যে কোনও কাঠামো প্রাধান্য পাবে তা বলার কোনও কারণ নেই।

পানির কাঠামোগত অধ্যয়ন বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে অধ্যয়ন করা যেতে পারে;প্রোটন ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স স্পেকট্রোস্কোপি, ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি, এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন ইত্যাদি। উদাহরণস্বরূপ, এক্স-রে এবং নিউট্রনের বিবর্তন অনেকবার অধ্যয়ন করা হয়েছে। যাইহোক, এই পরীক্ষাগুলি গঠন সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য প্রদান করতে পারে না। ঘনত্বের মধ্যে ভিন্নতাগুলি ছোট কোণে এক্স-রে এবং নিউট্রনের বিচ্ছুরণ দ্বারা দেখা যেতে পারে, তবে এই ধরনের অসামঞ্জস্যতাগুলি অবশ্যই বড় হতে হবে, যাতে শত শত জলের অণু থাকে। আলোর বিচ্ছুরণ অধ্যয়ন করে তাদের দেখা সম্ভব হবে। যাইহোক, জল একটি ব্যতিক্রমী স্বচ্ছ তরল। বিবর্তন পরীক্ষার একমাত্র ফলাফল হল রেডিয়াল ডিস্ট্রিবিউশন ফাংশন, অর্থাৎ অক্সিজেন, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন-হাইড্রোজেনের পরমাণুর মধ্যে দূরত্ব। তাদের থেকে এটা স্পষ্ট যে জলের অণুগুলির বিন্যাসে কোনও দীর্ঘ-সীমার ক্রম নেই। এই ফাংশনগুলি অন্যান্য তরলের তুলনায় জলের জন্য অনেক দ্রুত ক্ষয় হয়। উদাহরণস্বরূপ, ঘরের তাপমাত্রার কাছাকাছি তাপমাত্রায় অক্সিজেন পরমাণুর মধ্যে দূরত্বের বন্টন মাত্র তিনটি ম্যাক্সিমা দেয়, 2.8, 4.5 এবং 6.7। প্রথম সর্বোচ্চটি নিকটতম প্রতিবেশীদের দূরত্বের সাথে মিলে যায় এবং এর মান প্রায় হাইড্রোজেন বন্ডের দৈর্ঘ্যের সমান। দ্বিতীয় সর্বোচ্চটি টেট্রাহেড্রন প্রান্তের গড় দৈর্ঘ্যের কাছাকাছি: মনে রাখবেন ষড়ভুজ বরফের জলের অণুগুলি কেন্দ্রীয় অণুর চারপাশে বর্ণিত একটি টেট্রাহেড্রনের শীর্ষবিন্দু বরাবর অবস্থিত। এবং তৃতীয় সর্বাধিক, খুব দুর্বলভাবে প্রকাশ করা, হাইড্রোজেন নেটওয়ার্কের তৃতীয় এবং আরও দূরবর্তী প্রতিবেশীদের দূরত্বের সাথে মিলে যায়। এই সর্বাধিক নিজেই খুব উজ্জ্বল নয়, এবং আরও শিখর সম্পর্কে কথা বলার প্রয়োজন নেই। এই বিতরণগুলি থেকে আরও বিস্তারিত তথ্য পাওয়ার চেষ্টা করা হয়েছে। সুতরাং 1969 সালে, I.S Andrianov এবং I.Z. Fisher অষ্টম প্রতিবেশী পর্যন্ত দূরত্ব খুঁজে পেয়েছিলেন, যখন পঞ্চম প্রতিবেশীর কাছে এটি পরিণত হয়েছিল 3 এবং ষষ্ঠ 3.1 পর্যন্ত। এটি জলের অণুগুলির দূরবর্তী পরিবেশের ডেটা প্রাপ্ত করা সম্ভব করে তোলে।

কাঠামো অধ্যয়নের আরেকটি পদ্ধতি - জলের স্ফটিকগুলিতে নিউট্রন বিচ্ছুরণ - এক্স-রে বিচ্ছুরণের মতো ঠিক একইভাবে সঞ্চালিত হয়। যাইহোক, নিউট্রন বিচ্ছুরণের দৈর্ঘ্য বিভিন্ন পরমাণুর মধ্যে এতটা আলাদা না হওয়ার কারণে, আইসোমরফিক প্রতিস্থাপন পদ্ধতিটি অগ্রহণযোগ্য হয়ে ওঠে। অনুশীলনে, একজন সাধারণত একটি স্ফটিক নিয়ে কাজ করে যার আণবিক গঠন ইতিমধ্যে অন্যান্য পদ্ধতি দ্বারা প্রায় নির্ধারিত হয়েছে। তারপর এই স্ফটিকের জন্য নিউট্রন বিচ্ছুরণের তীব্রতা পরিমাপ করা হয়। এই ফলাফলগুলির উপর ভিত্তি করে, একটি ফুরিয়ার রূপান্তর সঞ্চালিত হয়, যার সময় মাপা নিউট্রন তীব্রতা এবং পর্যায়গুলি ব্যবহার করা হয়, অ-হাইড্রোজেন পরমাণুগুলিকে বিবেচনা করে গণনা করা হয়, যেমন অক্সিজেন পরমাণু, যার অবস্থান কাঠামো মডেলে পরিচিত। তারপরে, এইভাবে প্রাপ্ত ফুরিয়ার মানচিত্রে, হাইড্রোজেন এবং ডিউটেরিয়াম পরমাণুগুলি ইলেক্ট্রন ঘনত্ব মানচিত্রের তুলনায় অনেক বড় ওজনের সাথে উপস্থাপন করা হয়, কারণ নিউট্রন বিচ্ছুরণে এই পরমাণুর অবদান অনেক বড়। এই ঘনত্বের মানচিত্রটি ব্যবহার করে, আপনি উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন পরমাণুর অবস্থান (নেতিবাচক ঘনত্ব) এবং ডিউটেরিয়াম (ধনাত্মক ঘনত্ব) নির্ধারণ করতে পারেন।

এই পদ্ধতির একটি ভিন্নতা সম্ভব, যার মধ্যে রয়েছে যে জলে গঠিত স্ফটিক পরিমাপের আগে ভারী জলে রাখা হয়। এই ক্ষেত্রে, নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন শুধুমাত্র হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি কোথায় অবস্থিত তা নির্ধারণ করা সম্ভব করে না, তবে সেগুলির মধ্যে যেগুলিকে ডিউটেরিয়ামের জন্য বিনিময় করা যেতে পারে তা সনাক্ত করে, যা আইসোটোপ (এইচ-ডি) বিনিময় অধ্যয়ন করার সময় বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। এই ধরনের তথ্য নিশ্চিত করতে সাহায্য করে যে কাঠামোটি সঠিকভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে।

অন্যান্য পদ্ধতিগুলিও জলের অণুর গতিবিদ্যা অধ্যয়ন করা সম্ভব করে তোলে। এগুলি হল কোয়াসি-ইলাস্টিক নিউট্রন স্ক্যাটারিং, আল্ট্রাফাস্ট আইআর স্পেকট্রোস্কোপি এবং এনএমআর বা লেবেলযুক্ত ডিউটেরিয়াম পরমাণু ব্যবহার করে জলের প্রসারণের গবেষণা। এনএমআর স্পেকট্রোস্কোপি পদ্ধতিটি এই সত্যের উপর ভিত্তি করে যে একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে একটি চৌম্বকীয় মুহূর্ত রয়েছে—স্পিন—যা চৌম্বক ক্ষেত্র, ধ্রুবক এবং পরিবর্তনশীলের সাথে যোগাযোগ করে। এনএমআর বর্ণালী থেকে কেউ বিচার করতে পারে কোন পরিবেশে এই পরমাণু এবং নিউক্লিয়াস অবস্থিত, এইভাবে অণুর গঠন সম্পর্কে তথ্য পাওয়া যায়।

জলের স্ফটিকগুলিতে আধা-ইলাস্টিক নিউট্রন বিচ্ছুরণের উপর পরীক্ষার ফলস্বরূপ, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটারটি পরিমাপ করা হয়েছিল - বিভিন্ন চাপ এবং তাপমাত্রায় স্ব-প্রসারণ সহগ। কোয়াসিয়েলাস্টিক নিউট্রন বিচ্ছুরণ থেকে স্ব-প্রসারণ সহগ বিচার করার জন্য, আণবিক গতির প্রকৃতি সম্পর্কে একটি অনুমান করা প্রয়োজন। যদি তারা ইয়া.আই. ফ্রেঙ্কেল (একজন বিখ্যাত রাশিয়ান তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী, "তরল গতির তত্ত্ব"-এর লেখক - অনেক ভাষায় অনুবাদ করা একটি ক্লাসিক বই) এর মডেল অনুসারে চলে, যাকে "জাম্প-ওয়েটিং" মডেলও বলা হয়, তাহলে একটি অণুর স্থায়ী জীবনের সময় (জাম্পিং এর মধ্যবর্তী সময়) হল 3.2 পিকোসেকেন্ড। ফেমটোসেকেন্ড লেজার স্পেকট্রোস্কোপির সর্বশেষ পদ্ধতিগুলি একটি ভাঙা হাইড্রোজেন বন্ডের জীবনকাল অনুমান করা সম্ভব করেছে: একটি অংশীদার খুঁজতে এটি একটি প্রোটন 200 fs লাগে৷ যাইহোক, এই সব গড় মান. শুধুমাত্র কম্পিউটার সিমুলেশনের সাহায্যে জলের অণুগুলির গতিবিধি এবং প্রকৃতির গঠন এবং প্রকৃতির বিবরণ অধ্যয়ন করা সম্ভব, কখনও কখনও একটি সংখ্যাসূচক পরীক্ষা বলা হয়।

কম্পিউটার মডেলিংয়ের ফলাফল অনুসারে পানির গঠনটি কেমন দেখায় (ডক্টর অফ কেমিক্যাল সায়েন্সেস জিজি ম্যালেনকভের মতে)। সাধারণ বিশৃঙ্খল কাঠামোকে দুই ধরনের অঞ্চলে ভাগ করা যেতে পারে (অন্ধকার এবং হালকা বল হিসাবে দেখানো হয়েছে), যা তাদের গঠনের মধ্যে ভিন্ন, উদাহরণস্বরূপ, ভোরোনোই পলিহেড্রনের আয়তনে (a), তাৎক্ষণিক পরিবেশের টেট্রাহেড্রালিটির ডিগ্রি ( b), সম্ভাব্য শক্তির মান (c), এবং এছাড়াও প্রতিটি অণুতে চারটি হাইড্রোজেন বন্ধনের উপস্থিতিতে (d)। যাইহোক, এই অঞ্চলগুলি আক্ষরিকভাবে এক মুহুর্তের মধ্যে, কয়েক পিকোসেকেন্ড পরে, তাদের অবস্থান পরিবর্তন করবে।

সিমুলেশন এই মত বাহিত হয়. বরফের গঠনটি গলে যাওয়া পর্যন্ত নেওয়া হয় এবং গরম করা হয়। তারপরে, জলের স্ফটিকের উত্স সম্পর্কে ভুলে যাওয়ার কিছু সময় পরে, তাত্ক্ষণিক মাইক্রোফটোগ্রাফ নেওয়া হয়।

জলের গঠন বিশ্লেষণ করতে, তিনটি পরামিতি নির্বাচন করা হয়:
- নিয়মিত টেট্রাহেড্রনের শীর্ষবিন্দু থেকে অণুর স্থানীয় পরিবেশের বিচ্যুতির ডিগ্রি;
- অণুর সম্ভাব্য শক্তি;
-তথাকথিত ভোরোনোই পলিহেড্রনের আয়তন।

এই পলিহেড্রনটি তৈরি করতে, একটি প্রদত্ত অণু থেকে নিকটতম একটিতে একটি প্রান্ত নিন, এটিকে অর্ধেক ভাগ করুন এবং প্রান্তের লম্ব এই বিন্দু দিয়ে একটি সমতল আঁকুন। এটি প্রতি অণুর আয়তন দেয়। পলিহেড্রনের আয়তন হল ঘনত্ব, টেট্রাহেড্রালিটি হল হাইড্রোজেন বন্ডের বিকৃতির ডিগ্রী, শক্তি হল আণবিক কনফিগারেশনের স্থায়িত্বের ডিগ্রী। এই প্রতিটি প্যারামিটারের অনুরূপ মান সহ অণুগুলি পৃথক ক্লাস্টারে একত্রিত হওয়ার প্রবণতা রয়েছে। নিম্ন-ঘনত্ব এবং উচ্চ-ঘনত্ব উভয় অঞ্চলের বিভিন্ন শক্তির মান রয়েছে, তবে তাদের একই শক্তি মান থাকতে পারে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে বিভিন্ন কাঠামো, ক্লাস্টার সহ অঞ্চলগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে উত্থিত হয় এবং স্বতঃস্ফূর্তভাবে বিচ্ছিন্ন হয়। জলের সম্পূর্ণ কাঠামো জীবন্ত এবং ক্রমাগত পরিবর্তিত হয় এবং এই পরিবর্তনগুলি ঘটে যাওয়ার সময় খুব কম। গবেষকরা অণুর গতিবিধি নিরীক্ষণ করেছেন এবং দেখেছেন যে তারা প্রায় 0.5 পিএস ফ্রিকোয়েন্সি এবং 1 অ্যাংস্ট্রোমের প্রশস্ততা সহ অনিয়মিত কম্পন সঞ্চালন করেছে। পিকোসেকেন্ডের জন্য স্থায়ী অ্যাংস্ট্রোমের বিরল ধীর লাফও লক্ষ্য করা গেছে। সাধারণভাবে, 30 ps-এ একটি অণু 8-10 angstroms সরাতে পারে। স্থানীয় পরিবেশের জীবনকালও কম। Voronoi পলিহেড্রনের অনুরূপ আয়তনের মানের অণু দ্বারা গঠিত অঞ্চলগুলি 0.5 ps-এ ক্ষয় হতে পারে, অথবা তারা কয়েক পিকোসেকেন্ডের জন্য বেঁচে থাকতে পারে। কিন্তু হাইড্রোজেন বন্ডের জীবনকালের বন্টন খুব বড়। তবে এই সময়টি 40 পিএস অতিক্রম করে না এবং গড় মানটি বেশ কয়েকটি পিএস।

উপসংহারে, এটি জোর দেওয়া উচিত যে জলের ক্লাস্টার গঠনের তত্ত্বের অনেকগুলি ত্রুটি রয়েছে।উদাহরণস্বরূপ, জেনিন পরামর্শ দেন যে জলের প্রধান কাঠামোগত উপাদান হল 57টি অণুর একটি ক্লাস্টার যা চারটি ডোডেকাহেড্রনের সংমিশ্রণে গঠিত। তাদের সাধারণ মুখ রয়েছে এবং তাদের কেন্দ্রগুলি একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রন গঠন করে। এটি দীর্ঘকাল ধরে জানা গেছে যে পানির অণুগুলি পঞ্চভুজ ডোডেকাহেড্রনের শীর্ষবিন্দুতে অবস্থিত হতে পারে; এই জাতীয় ডোডেকাহেড্রন গ্যাস হাইড্রেটের ভিত্তি। অতএব, জলে এই ধরনের কাঠামোর অস্তিত্বের অনুমানে আশ্চর্যের কিছু নেই, যদিও এটি ইতিমধ্যে বলা হয়েছে যে কোনও নির্দিষ্ট কাঠামো প্রাধান্য পাবে না এবং দীর্ঘকাল ধরে বিদ্যমান থাকবে। তাই এটা আশ্চর্যজনক যে এই উপাদানটিকে প্রধান বলে ধরে নেওয়া হয় এবং এতে ঠিক 57টি অণু রয়েছে। বল থেকে, উদাহরণস্বরূপ, আপনি একই কাঠামো একত্র করতে পারেন, যা একে অপরের সংলগ্ন ডোডেকাহেড্রন নিয়ে গঠিত এবং 200টি অণু ধারণ করে। জেনিন দাবি করেন যে পানির ত্রিমাত্রিক পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া 57টি অণুতে থেমে যায়। তার মতে, বড় সহযোগী থাকা উচিত নয়। যাইহোক, যদি তাই হয়, ষড়ভুজাকার বরফ স্ফটিক, যা হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা একত্রে সংযুক্ত বিপুল সংখ্যক অণু ধারণ করে, জলীয় বাষ্প থেকে ক্ষয় হতে পারে না। জেনিন ক্লাস্টারের বৃদ্ধি কেন 57 অণুতে থামল তা মোটেও পরিষ্কার নয়। দ্বন্দ্ব এড়ানোর জন্য, জেনিন ক্লাস্টারগুলিকে আরও জটিল গঠনে প্যাক করে - প্রায় হাজারো অণুর রম্বোহেড্রা - এবং মূল ক্লাস্টারগুলি একে অপরের সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করে না। কেন? কীভাবে তাদের পৃষ্ঠের অণুগুলি ভিতরের থেকে আলাদা? জেনিনের মতে, রম্বোহেড্রনের পৃষ্ঠে হাইড্রক্সিল গ্রুপের প্যাটার্ন পানির স্মৃতি প্রদান করে। ফলস্বরূপ, এই বৃহৎ কমপ্লেক্সগুলিতে জলের অণুগুলি কঠোরভাবে স্থির থাকে এবং কমপ্লেক্সগুলি নিজেই কঠিন। এই ধরনের জল প্রবাহিত হবে না, এবং এর গলনাঙ্ক, যা আণবিক ওজনের সাথে সম্পর্কিত, খুব বেশি হওয়া উচিত।

জেনিনের মডেল পানির কোন বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করে? যেহেতু মডেলটি টেট্রাহেড্রাল কাঠামোর উপর ভিত্তি করে, তাই এটি এক্স-রে এবং নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন ডেটার সাথে কমবেশি সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে। যাইহোক, এটি অসম্ভাব্য যে মডেলটি গলে যাওয়ার সময় ঘনত্বের হ্রাস ব্যাখ্যা করতে পারে; ডোডেকাহেড্রনের প্যাকিং বরফের চেয়ে কম ঘন। তবে গতিশীল বৈশিষ্ট্য সহ একটি মডেলের সাথে একমত হওয়া সবচেয়ে কঠিন - তরলতা, স্ব-প্রসারণ সহগের একটি বড় মান, সংক্ষিপ্ত পারস্পরিক সম্পর্ক এবং অস্তরক শিথিলকরণ সময়, যা পিকোসেকেন্ডে পরিমাপ করা হয়।

পিএইচ.ডি. ও.ভি. মসিন

তথ্যসূত্র:
জি.জি. ম্যালেনকভ। ভৌত রসায়নে অগ্রগতি, 2001
এস.ভি.জেনিন, বি.এম. পোলানুয়ার, বি.ভি. টায়গ্লোভ। পানির ভগ্নাংশের উপস্থিতির পরীক্ষামূলক প্রমাণ। G. হোমিওপ্যাথিক ঔষধ এবং আকুপাংচার। 1997.নং.2.পি.42-46.
এস.ভি. জেনিন, বি.ভি. টায়গ্লোভ। জলের অণুর সহযোগীদের গঠনের হাইড্রোফোবিক মডেল। জে. ফিজিক্যাল কেমিস্ট্রি 1994. টি. 68. নং 4. পি. 636-641।
এস.ভি. জেনিন প্রোটন চৌম্বকীয় অনুরণন পদ্ধতি ব্যবহার করে জলের গঠন অধ্যয়ন। Dokl.RAN.1993.T.332.No.3.S.328-329.
এস.ভি.জেনিন, বি.ভি.ত্যাগ্লোভ। হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া প্রকৃতি। জলীয় দ্রবণে অভিযোজন ক্ষেত্রের উত্থান। জে. ফিজিক্যাল কেমিস্ট্রি 1994. টি. 68. নং 3. পি. 500-503।
এস.ভি. জেনিন, বি.ভি. Tyaglov, G.B. Sergeev, Z.A. শাবারোভা। এনএমআর ব্যবহার করে নিউক্লিওটিডামাইডে ইন্ট্রামলিকুলার মিথস্ক্রিয়াগুলির অধ্যয়ন। 2য় অল-ইউনিয়ন কনফারেন্সের উপাদান। গতিশীল দ্বারা স্টেরিওকেমিস্ট্রি। Odessa.1975.p.53.
এস.ভি. জেনিন। জীবন ব্যবস্থার আচরণ এবং নিরাপত্তা নিয়ন্ত্রণের ভিত্তি হিসাবে জলের কাঠামোগত অবস্থা। থিসিস। জীববিজ্ঞানের ডাক্তার। রাজ্য বৈজ্ঞানিক কেন্দ্র "ইন্সটিটিউট অফ মেডিকেল অ্যান্ড বায়োলজিক্যাল প্রবলেম" (এসএসসি "আইএমবিপি")। সুরক্ষিত 1999. 05. 27. UDC 577.32:57.089.001.66.207 পি.
ভেতরে এবং. স্লেসারেভ। গবেষণা অগ্রগতি প্রতিবেদন

পানির বৈশিষ্ট্য

পানি পানি কেন?

পদার্থের বিশাল বৈচিত্র্যের মধ্যে, এর ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সহ জল একটি বিশেষ, ব্যতিক্রমী স্থান দখল করে। এবং এটি অবশ্যই আক্ষরিক অর্থে নেওয়া উচিত।

জলের প্রায় সব ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য প্রকৃতিতে ব্যতিক্রম। এটি সত্যিই বিশ্বের সবচেয়ে আশ্চর্যজনক পদার্থ। জল কেবলমাত্র অণুর বিভিন্ন আইসোটোপিক ফর্মগুলির জন্যই নয় এবং ভবিষ্যতের জন্য শক্তির একটি অক্ষয় উত্স হিসাবে এর সাথে যুক্ত আশাগুলির জন্যই নয়। উপরন্তু, এটি তার খুব সাধারণ বৈশিষ্ট্য জন্য আশ্চর্যজনক.

কিভাবে একটি জল অণু নির্মিত হয়?

পানির একটি অণু কীভাবে তৈরি হয় তা এখন খুব সুনির্দিষ্টভাবে জানা যায়। এটা এই মত নির্মিত হয়েছে.

হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন পরমাণুর নিউক্লিয়াসের আপেক্ষিক অবস্থান এবং তাদের মধ্যে দূরত্ব ভালভাবে অধ্যয়ন এবং পরিমাপ করা হয়েছে। দেখা গেল পানির অণু অরৈখিক। পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেলগুলির সাথে একসাথে, একটি জলের অণু, যদি আপনি এটিকে "পাশ থেকে" দেখেন তবে এটি এভাবে চিত্রিত করা যেতে পারে:

অর্থাৎ, জ্যামিতিকভাবে, একটি অণুতে চার্জের পারস্পরিক বিন্যাসকে একটি সাধারণ টেট্রাহেড্রন হিসাবে চিত্রিত করা যেতে পারে। যেকোনো আইসোটোপিক কম্পোজিশন সহ সমস্ত জলের অণু ঠিক একইভাবে নির্মিত।

সমুদ্রে কতটি জলের অণু রয়েছে?

এক. এবং এই উত্তর ঠিক একটি রসিকতা নয়. অবশ্যই, যে কেউ একটি রেফারেন্স বই দেখে এবং বিশ্ব মহাসাগরে কতটা জল রয়েছে তা খুঁজে বের করে সহজেই হিসাব করতে পারে যে এতে কতগুলি H2O অণু রয়েছে। কিন্তু এই ধরনের একটি উত্তর সম্পূর্ণ সঠিক হবে না। পানি একটি বিশেষ পদার্থ। তাদের অনন্য কাঠামোর কারণে, পৃথক অণু একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। একটি বিশেষ রাসায়নিক বন্ধন দেখা দেয় যে একটি অণুর প্রতিটি হাইড্রোজেন পরমাণু প্রতিবেশী অণুতে অক্সিজেন পরমাণুর ইলেকট্রনকে আকর্ষণ করে। এই হাইড্রোজেন বন্ধনের কারণে, প্রতিটি জলের অণু চারটি অন্যান্য প্রতিবেশী অণুর সাথে বেশ শক্তভাবে আবদ্ধ হয়, ঠিক যেমনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে। সত্য, এই চিত্রটি খুব সরলীকৃত - এটি সমতল, অন্যথায় এটি চিত্রে চিত্রিত করা যাবে না। এর একটি সামান্য আরো সঠিক ছবি কল্পনা করা যাক. এটি করার জন্য, আপনাকে বিবেচনা করতে হবে যে জলের অণুতে যে সমতলে হাইড্রোজেন বন্ডগুলি অবস্থিত (এগুলি একটি বিন্দুযুক্ত রেখা দ্বারা নির্দেশিত হয়) হাইড্রোজেন পরমাণুর অবস্থানের সমতলে লম্বভাবে নির্দেশিত হয়।

জলের সমস্ত পৃথক H2O অণুগুলি একটি একক অবিচ্ছিন্ন স্থানিক নেটওয়ার্কে সংযুক্ত হতে পারে - একটি বিশাল অণুতে। অতএব, কিছু ভৌত রসায়নবিদদের এই দাবি যে সমগ্র মহাসাগর একটি অণু যথেষ্ট ন্যায্য। তবে এই বিবৃতিটি খুব আক্ষরিক অর্থে নেওয়া উচিত নয়। যদিও জলের সমস্ত জলের অণু হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে, তারা একই সময়ে একটি খুব জটিল মোবাইল ভারসাম্যের মধ্যে থাকে, পৃথক অণুর স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণ করে এবং জটিল সমষ্টি গঠন করে। এই ধারণাটি কেবল জলের ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য নয়: হীরার একটি টুকরাও একটি অণু।

কিভাবে একটি বরফ অণু নির্মিত হয়?

কোনো বিশেষ বরফের অণু নেই। জলের অণুগুলি, তাদের অসাধারণ গঠনের কারণে, বরফের টুকরোতে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে যাতে তাদের প্রতিটি সংযুক্ত থাকে এবং চারটি অন্য অণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে। এটি একটি খুব আলগা বরফের কাঠামোর চেহারার দিকে নিয়ে যায়, যেখানে প্রচুর পরিমাণে মুক্ত ভলিউম থাকে। বরফের সঠিক স্ফটিক কাঠামোটি হিমায়িত জানালার প্যানে তুষারপাতের আশ্চর্যজনক অনুগ্রহ এবং হিমায়িত প্যাটার্নের সৌন্দর্যে প্রকাশ করা হয়।

জলের অণুগুলি কীভাবে জলে তৈরি হয়?

দুর্ভাগ্যবশত, এই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ সমস্যাটি এখনও পর্যাপ্তভাবে অধ্যয়ন করা হয়নি। তরল পানিতে অণুর গঠন খুবই জটিল। যখন বরফ গলে যায়, তখন এর নেটওয়ার্ক গঠন আংশিকভাবে ফলে পানিতে সংরক্ষিত থাকে। গলিত জলের অণুগুলি অনেকগুলি সাধারণ অণু নিয়ে গঠিত - সমষ্টি যা বরফের বৈশিষ্ট্যগুলি ধরে রাখে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে তাদের কিছু বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং তাদের আকার ছোট হয়ে যায়।

পারস্পরিক আকর্ষণ এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে তরল জলে একটি জটিল জলের অণুর গড় আকার উল্লেখযোগ্যভাবে একটি একক জলের অণুর আকারকে ছাড়িয়ে যায়। পানির এই অসাধারণ আণবিক গঠন তার অসাধারণ ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।

পানির ঘনত্ব কত হওয়া উচিত?

এটা কি খুব অদ্ভুত প্রশ্ন না? মনে রাখবেন কিভাবে ভরের একক প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল - এক গ্রাম। এটি এক ঘন সেন্টিমিটার জলের ভর। এর মানে হল যে পানির ঘনত্ব কেবলমাত্র তা হওয়া উচিত এতে কোন সন্দেহ নেই। এই বিষয়ে কোন সন্দেহ থাকতে পারে? করতে পারা. তাত্ত্বিকরা গণনা করেছেন যে জল যদি তরল অবস্থায় একটি আলগা, বরফের মতো কাঠামো ধরে না রাখে এবং এর অণুগুলিকে শক্তভাবে বস্তাবন্দী করা হয় তবে জলের ঘনত্ব অনেক বেশি হবে। 25°C এ এটি 1.0 এর সমান নয়, 1.8 g/cm3 এর সমান হবে।

কোন তাপমাত্রায় জল ফুটতে হবে?

এই প্রশ্নটিও অবশ্য অদ্ভুত। সর্বোপরি, জল একশ ডিগ্রিতে ফুটে যায়। এটা সবাই জানে। তদুপরি, সবাই জানে যে এটি স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে জলের স্ফুটনাঙ্ক যা তাপমাত্রা স্কেলের অন্যতম রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল, প্রচলিতভাবে মনোনীত 100°C।

যাইহোক, প্রশ্নটি ভিন্নভাবে উত্থাপিত হয়: কোন তাপমাত্রায় জল ফুটতে হবে? সর্বোপরি, বিভিন্ন পদার্থের ফুটন্ত তাপমাত্রা এলোমেলো নয়। তারা মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণীতে তাদের অণুগুলি তৈরি করে এমন উপাদানগুলির অবস্থানের উপর নির্ভর করে।

যদি আমরা পর্যায় সারণির একই গ্রুপের একই কম্পোজিশনের সাথে বিভিন্ন মৌলের রাসায়নিক যৌগ তুলনা করি, তাহলে এটা সহজেই লক্ষ্য করা যায় যে একটি মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা যত কম হবে, তার পারমাণবিক ওজন তত কম হবে, এর স্ফুটনাঙ্কও তত কম হবে। এর যৌগগুলি। এর রাসায়নিক গঠনের উপর ভিত্তি করে, জলকে অক্সিজেন হাইড্রাইড বলা যেতে পারে। H2Te, H2Se এবং H2S হল জলের রাসায়নিক অ্যানালগ। আপনি যদি তাদের স্ফুটনাঙ্কগুলি নিরীক্ষণ করেন এবং পর্যায় সারণির অন্যান্য গোষ্ঠীতে হাইড্রাইডের স্ফুটনাঙ্কগুলি কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা তুলনা করেন, তবে আপনি অন্য যে কোনও যৌগের মতোই যে কোনও হাইড্রাইডের স্ফুটনাঙ্ক নির্ণয় করতে পারেন। মেন্ডেলিভ নিজেই এইভাবে এখনও আবিষ্কৃত না হওয়া উপাদানগুলির রাসায়নিক যৌগের বৈশিষ্ট্যগুলি ভবিষ্যদ্বাণী করতে সক্ষম হয়েছিলেন।

যদি আমরা পর্যায় সারণিতে অক্সিজেন হাইড্রাইডের স্ফুটনাঙ্ক নির্ধারণ করি, তাহলে দেখা যাচ্ছে যে জল -80 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ফুটতে হবে। ফলস্বরূপ, জল প্রায় একশত আশি ডিগ্রি বেশি ফুটে , এটা ফুটানো উচিত তুলনায়. জলের স্ফুটনাঙ্ক - এটি তার সবচেয়ে সাধারণ সম্পত্তি - অসাধারণ এবং আশ্চর্যজনক হতে দেখা যাচ্ছে।

যেকোন রাসায়নিক যৌগের বৈশিষ্ট্যগুলি উপাদানগুলির প্রকৃতির উপর নির্ভর করে যা এটি গঠন করে এবং তাই, রাসায়নিক উপাদানগুলির মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণীতে তাদের অবস্থানের উপর। এই গ্রাফগুলি পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমের IV এবং VI গ্রুপের হাইড্রোজেন যৌগের ফুটন্ত এবং গলিত তাপমাত্রার নির্ভরতা দেখায়। জল একটি আকর্ষণীয় ব্যতিক্রম. প্রোটনের খুব ছোট ব্যাসার্ধের কারণে, এর অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শক্তি এত বেশি যে তাদের আলাদা করা খুব কঠিন, এই কারণেই অস্বাভাবিক উচ্চ তাপমাত্রায় জল ফুটতে এবং গলে যায়।

গ্রাফ A. পর্যায় সারণিতে তাদের অবস্থানের উপর গ্রুপ IV উপাদানগুলির হাইড্রাইডের স্ফুটনাঙ্কের স্বাভাবিক নির্ভরতা।

গ্রাফ B. গ্রুপ VI উপাদানগুলির হাইড্রাইডগুলির মধ্যে, জলের অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে: জল মাইনাস 80 - মাইনাস 90 ° C তাপমাত্রায় ফুটতে হবে, তবে এটি প্লাস 100 ° C এ ফুটতে হবে।

গ্রাফ B. পর্যায় সারণিতে তাদের অবস্থানের উপর গ্রুপ IV উপাদানগুলির হাইড্রাইডের গলিত তাপমাত্রার স্বাভাবিক নির্ভরতা।

গ্রাফ D. গ্রুপ VI উপাদানগুলির হাইড্রাইডগুলির মধ্যে, জল ক্রম লঙ্ঘন করে: এটি মাইনাস 100 ° C এ গলে যাওয়া উচিত, এবং বরফের বরফ 0 ° C এ গলে যায়।

কোন তাপমাত্রায় পানি জমে যায়?

এটা কি সত্য নয় যে প্রশ্নটি আগেরগুলোর চেয়ে কম অদ্ভুত নয়? আচ্ছা, কে না জানে যে জল শূন্য ডিগ্রিতে জমে যায়? এটি থার্মোমিটারের দ্বিতীয় রেফারেন্স পয়েন্ট। এটি জলের সবচেয়ে সাধারণ বৈশিষ্ট্য। তবে এই ক্ষেত্রেও, কেউ জিজ্ঞাসা করতে পারে: জল তার রাসায়নিক প্রকৃতি অনুসারে কোন তাপমাত্রায় হিমায়িত হওয়া উচিত? দেখা যাচ্ছে যে অক্সিজেন হাইড্রাইড, পর্যায় সারণীতে এর অবস্থানের উপর ভিত্তি করে, শূন্যের নিচে একশ ডিগ্রিতে শক্ত হওয়া উচিত।

পানির তরল অবস্থা কয়টি?

এই প্রশ্নের উত্তর এত সহজ নয়। অবশ্যই, একটি জিনিস আছে - তরল জল আমরা সবাই পরিচিত. কিন্তু তরল পানির এমন অসাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে যে, একজনকে ভাবতে হয় যে এত সহজ, আপাতদৃষ্টিতে অ-উদ্দীপক কিনা

কোন সন্দেহ উত্তর? পানি পৃথিবীর একমাত্র পদার্থ যা গলে যাওয়ার পরে প্রথমে সংকুচিত হয় এবং তারপর তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রসারিত হতে শুরু করে। আনুমানিক 4°C এ, জল তার সর্বোচ্চ ঘনত্বে থাকে। জলের বৈশিষ্ট্যের এই বিরল অসঙ্গতিটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে বাস্তবে তরল জল একটি সম্পূর্ণ অস্বাভাবিক রচনার একটি জটিল সমাধান: এটি জলে জলের একটি সমাধান।

বরফ গলে গেলে প্রথমে বড়, জটিল জলের অণু তৈরি হয়। তারা বরফের আলগা স্ফটিক কাঠামোর অবশিষ্টাংশ ধরে রাখে এবং সাধারণ কম-আণবিক-ওজন জলে দ্রবীভূত হয়। অতএব, প্রথমে পানির ঘনত্ব কম থাকে, কিন্তু তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে এই বৃহৎ অণুগুলি ভেঙে যায় এবং তাই স্বাভাবিক তাপ সম্প্রসারণ না হওয়া পর্যন্ত জলের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, এই সময়ে জলের ঘনত্ব আবার কমে যায়। যদি এটি সত্য হয়, তবে জলের বেশ কয়েকটি রাজ্য সম্ভব, তবে তাদের কীভাবে আলাদা করা যায় তা কেউ জানে না। এবং এটি কখনও সম্ভব হবে কিনা তা এখনও অজানা। পানির এই অসাধারণ বৈশিষ্ট্যটি জীবনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। জলাধারগুলিতে, শীত শুরু হওয়ার আগে, পুরো জলাধারের তাপমাত্রা 4 ডিগ্রি সেলসিয়াসে না পৌঁছানো পর্যন্ত শীতল জল ধীরে ধীরে নীচে নেমে যায়। আরও শীতল হওয়ার সাথে, ঠান্ডা জল উপরে থাকে এবং সমস্ত মিশ্রণ বন্ধ হয়ে যায়। ফলস্বরূপ, একটি অসাধারণ পরিস্থিতি তৈরি হয়: জলের নীচের বিশ্বের সমস্ত বাসিন্দাদের জন্য ঠান্ডা জলের একটি পাতলা স্তর একটি "উষ্ণ কম্বলের" মতো হয়ে যায়। 4 ডিগ্রি সেলসিয়াসে তারা স্পষ্টতই বেশ ভাল অনুভব করে।

কি সহজ হওয়া উচিত - জল বা বরফ?

এটা কে না জানে... সর্বোপরি, বরফ পানিতে ভাসে। বিশালাকার আইসবার্গ সমুদ্রে ভাসছে। শীতকালে হ্রদগুলি বরফের ভাসমান অবিচ্ছিন্ন স্তরে আবৃত থাকে। অবশ্যই, বরফ জলের চেয়ে হালকা।

কিন্তু কেন "অবশ্যই"? এটা কি পরিষ্কার? বিপরীতভাবে, গলে যাওয়ার সময় সমস্ত কঠিন পদার্থের আয়তন বৃদ্ধি পায় এবং তারা তাদের নিজের গলে ডুবে যায়। কিন্তু বরফ পানিতে ভাসে। জলের এই সম্পত্তি প্রকৃতির একটি অসঙ্গতি, একটি ব্যতিক্রম, এবং উপরন্তু, একটি একেবারে অসাধারণ ব্যতিক্রম।

জলের অণুতে ধনাত্মক চার্জ হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে যুক্ত। ঋণাত্মক চার্জ হল অক্সিজেনের ভ্যালেন্স ইলেকট্রন। জলের অণুতে তাদের আপেক্ষিক বিন্যাসকে একটি সাধারণ টেট্রাহেড্রন হিসাবে চিত্রিত করা যেতে পারে।

আসুন কল্পনা করার চেষ্টা করি যে জলের স্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য থাকলে এবং বরফের মতো যে কোনও স্বাভাবিক পদার্থ তরল জলের চেয়ে ঘন হওয়া উচিত তাহলে পৃথিবীটি কেমন হবে। শীতকালে, উপর থেকে ঘন বরফ জমা জলে ডুবে যায়, ক্রমাগত জলাধারের নীচে ডুবে যায়। গ্রীষ্মে, বরফ, ঠান্ডা জলের একটি স্তর দ্বারা সুরক্ষিত, গলতে পারে না। ধীরে ধীরে, সমস্ত হ্রদ, পুকুর, নদী, স্রোত সম্পূর্ণরূপে বরফের বিশাল ব্লকে পরিণত হবে। অবশেষে, সমুদ্রগুলি বরফ হয়ে যাবে, তারপরে মহাসাগরগুলি। আমাদের সুন্দর, প্রস্ফুটিত সবুজ পৃথিবী একটি অবিচ্ছিন্ন বরফের মরুভূমিতে পরিণত হবে, এখানে এবং সেখানে গলিত জলের পাতলা স্তরে আচ্ছাদিত।

কত বরফ আছে?

আমাদের পৃথিবীতে প্রকৃতিতে কেবল একটিই রয়েছে: সাধারণ বরফ। বরফ অসাধারণ বৈশিষ্ট্য সহ একটি শিলা। এটি কঠিন, কিন্তু একটি তরলের মতো প্রবাহিত হয় এবং এখানে বরফের বিশাল নদী রয়েছে যা উচ্চ পাহাড় থেকে ধীরে ধীরে প্রবাহিত হয়। বরফ পরিবর্তনশীল - এটি ক্রমাগত অদৃশ্য হয়ে যায় এবং আবার গঠন করে। বরফ অস্বাভাবিকভাবে শক্তিশালী এবং টেকসই - কয়েক হাজার বছর ধরে এটি ম্যামথের মৃতদেহ পরিবর্তন না করে সংরক্ষণ করে যা দুর্ঘটনাক্রমে হিমবাহ ফাটলে মারা যায়। তার গবেষণাগারে, মানুষ অন্তত ছয়টি ভিন্ন ভিন্ন, কম আশ্চর্যজনক বরফ আবিষ্কার করতে সক্ষম হয়েছিল। তাদের প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না। তারা শুধুমাত্র খুব উচ্চ চাপে থাকতে পারে। সাধারণ বরফ 208 MPa (মেগাপাস্কাল) চাপ পর্যন্ত সংরক্ষণ করা হয়, কিন্তু এই চাপে এটি - 22 °C তাপমাত্রায় গলে যায়। যদি চাপ 208 MPa এর চেয়ে বেশি হয় তবে ঘন বরফ দেখা যায় - বরফ-III। এটি পানির চেয়ে ভারী এবং এতে ডুবে যায়। কম তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপে - 300 MPa পর্যন্ত - এমনকি ঘন বরফ-P গঠিত হয়। 500 MPa-এর উপরে চাপ বরফকে আইস-V-এ পরিণত করে। এই বরফ প্রায় 0 ° C পর্যন্ত উত্তপ্ত হতে পারে, এবং এটি গলে যাবে না, যদিও এটি প্রচুর চাপের মধ্যে রয়েছে। প্রায় 2 GPa (gigapascals) এর চাপে বরফ-VI প্রদর্শিত হয়। এটি আক্ষরিক অর্থে গরম বরফ - এটি গলে না গিয়ে 80° C তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে। Ice-VII, 3GP চাপে পাওয়া যায়, সম্ভবত গরম বরফ বলা যেতে পারে। এটি সবচেয়ে ঘন এবং সবচেয়ে অবাধ্য বরফ পরিচিত। এটি শুধুমাত্র শূন্যের উপরে 190° এ গলে যায়।

Ice-VII এর অস্বাভাবিক উচ্চ কঠোরতা আছে। এই বরফ এমনকি আকস্মিক বিপর্যয়ও ঘটাতে পারে। যে বিয়ারিংগুলিতে শক্তিশালী পাওয়ার প্লান্টের টারবাইনের শ্যাফ্টগুলি ঘোরে সেগুলি প্রচুর চাপ তৈরি করে। এমনকি যদি সামান্য জল গ্রীসে পায় তবে এটি জমে যাবে, যদিও ভারবহন তাপমাত্রা খুব বেশি। ফলস্বরূপ বরফ-VII কণা, যার প্রচুর কঠোরতা রয়েছে, শ্যাফ্ট এবং ভারবহনকে ধ্বংস করতে শুরু করবে এবং দ্রুত তাদের ব্যর্থ হবে।

হয়তো মহাকাশেও বরফ আছে?

যেমন আছে, এবং একই সময়ে খুব অদ্ভুত। কিন্তু পৃথিবীর বিজ্ঞানীরা এটি আবিষ্কার করেছেন, যদিও এই ধরনের বরফ আমাদের গ্রহে থাকতে পারে না। বর্তমানে পরিচিত সমস্ত বরফের ঘনত্ব, এমনকি খুব উচ্চ চাপেও, শুধুমাত্র খুব সামান্য 1 g/cm3 অতিক্রম করে। খুব কম চাপ এবং তাপমাত্রায় বরফের ষড়ভুজ এবং ঘন পরিবর্তনের ঘনত্ব, এমনকি পরম শূন্যের কাছাকাছি, একতার চেয়ে সামান্য কম। তাদের ঘনত্ব 0.94 গ্রাম/সেমি 3।

কিন্তু দেখা গেল যে একটি ভ্যাকুয়ামে, নগণ্য চাপে এবং -170 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নীচে তাপমাত্রায়, এমন পরিস্থিতিতে যখন বরফের গঠন ঘটে যখন এটি একটি শীতল কঠিন পৃষ্ঠে বাষ্প থেকে ঘনীভূত হয়, একেবারে আশ্চর্যজনক বরফ দেখা যায়। এর ঘনত্ব... 2.3 g/cm3. এখন পর্যন্ত জানা সমস্ত বরফ স্ফটিক, কিন্তু এই নতুন বরফটি দৃশ্যত নিরাকার, স্বতন্ত্র জলের অণুর একটি এলোমেলো আপেক্ষিক বিন্যাসের দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে; এটির একটি নির্দিষ্ট স্ফটিক গঠন নেই। এই কারণে, এটি কখনও কখনও কাচের বরফ বলা হয়। বিজ্ঞানীরা নিশ্চিত যে এই আশ্চর্যজনক বরফটি অবশ্যই মহাকাশের পরিস্থিতিতে উত্থিত হবে এবং গ্রহ এবং ধূমকেতুর পদার্থবিজ্ঞানে একটি বড় ভূমিকা পালন করবে। এই ধরনের অতি-ঘন বরফের আবিষ্কার পদার্থবিদদের জন্য অপ্রত্যাশিত ছিল।

বরফ গলতে কি লাগে?

অনেক গরম। অন্য যেকোন পদার্থের সমান পরিমাণ গলতে যা লাগবে তার চেয়ে অনেক বেশি। বরফের প্রতি গ্রাম ফিউশন -80 ক্যাল (335 জে) এর ব্যতিক্রমী উচ্চ নির্দিষ্ট তাপও জলের একটি অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য। পানি জমে গেলে একই পরিমাণ তাপ আবার নির্গত হয়।

যখন শীত আসে, বরফ তৈরি হয়, তুষার পড়ে এবং জল তাপ ফিরিয়ে দেয়, মাটি এবং বাতাসকে উষ্ণ করে। তারা ঠান্ডা প্রতিরোধ করে এবং কঠোর শীতে রূপান্তরকে নরম করে। জলের এই বিস্ময়কর সম্পত্তির জন্য ধন্যবাদ, শরৎ এবং বসন্ত আমাদের গ্রহে বিদ্যমান।

পানি গরম করার জন্য কত তাপ প্রয়োজন?

অনেক. অন্য যেকোনো পদার্থের সমান পরিমাণ তাপ করতে যতটা লাগে তার চেয়ে বেশি। এক গ্রাম পানি এক ডিগ্রি গরম করতে এক ক্যালোরি (4.2 জে) লাগে। এটি যেকোনো রাসায়নিক যৌগের তাপ ক্ষমতার দ্বিগুণেরও বেশি।

জল এমন একটি পদার্থ যা আমাদের জন্য তার সবচেয়ে সাধারণ বৈশিষ্ট্যে অসাধারণ। অবশ্যই, জলের এই ক্ষমতা শুধুমাত্র রান্নাঘরে ডিনার রান্না করার সময়ই খুব গুরুত্বপূর্ণ নয়। জল সারা পৃথিবীতে তাপের মহান পরিবেশক। বিষুবরেখার নীচে সূর্য দ্বারা উত্তপ্ত, এটি সমুদ্রের স্রোতের বিশাল স্রোতের সাথে দূরবর্তী মেরু অঞ্চলে বিশ্ব মহাসাগরে তাপ স্থানান্তর করে, যেখানে জলের এই আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্যের জন্যই জীবন সম্ভব।

সমুদ্রের পানি লবণাক্ত কেন?

এটি সম্ভবত জলের সবচেয়ে আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পরিণতিগুলির মধ্যে একটি। এর অণুতে, ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক চার্জের কেন্দ্রগুলি একে অপরের তুলনায় দৃঢ়ভাবে স্থানচ্যুত হয়। অতএব, জলের অস্তরক ধ্রুবকের একটি ব্যতিক্রমী উচ্চ, অস্বাভাবিক মান রয়েছে। পানির জন্য, e = 80, এবং বায়ু এবং ভ্যাকুয়ামের জন্য, e = 1। এর মানে হল যে পানিতে যে কোনো দুটি বিপরীত চার্জ বাতাসের চেয়ে 80 গুণ কম বল সহ একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট হয়। সর্বোপরি, কুলম্বের আইন অনুসারে:

কিন্তু তবুও, সমস্ত দেহে আন্তঃআণবিক বন্ধন, যা শরীরের শক্তি নির্ধারণ করে, পারমাণবিক নিউক্লিয়াস এবং নেতিবাচক ইলেকট্রনের ধনাত্মক চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়। জলে নিমজ্জিত দেহের পৃষ্ঠে, অণু বা পরমাণুর মধ্যে কাজ করে এমন শক্তিগুলি জলের প্রভাবে প্রায় শতগুণ দুর্বল হয়ে যায়। যদি অণুর মধ্যে অবশিষ্ট বন্ধন শক্তি তাপীয় গতির প্রভাব সহ্য করার জন্য অপর্যাপ্ত হয়ে যায়, শরীরের অণু বা পরমাণুগুলি তার পৃষ্ঠ থেকে দূরে সরে যেতে শুরু করে এবং জলে চলে যায়। শরীর দ্রবীভূত হতে শুরু করে, হয় পৃথক অণুতে, চায়ের গ্লাসে চিনির মতো, বা চার্জযুক্ত কণা - আয়নগুলিতে, টেবিল লবণের মতো।

এটি তার অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ অস্তরক ধ্রুবকের জন্য ধন্যবাদ যে জল সবচেয়ে শক্তিশালী দ্রাবকগুলির মধ্যে একটি। এমনকি এটি পৃথিবীর পৃষ্ঠের যেকোনো শিলাকে দ্রবীভূত করতে সক্ষম। ধীরে ধীরে এবং অনিবার্যভাবে, এটি এমনকি গ্রানাইটগুলিকে ধ্বংস করে, তাদের থেকে সহজে দ্রবণীয় উপাদানগুলিকে ছেড়ে দেয়।

স্রোত, নদী এবং নদীগুলি জলে দ্রবীভূত অমেধ্য সাগরে বহন করে। সাগর থেকে জল বাষ্পীভূত হয়ে আবার পৃথিবীতে ফিরে আসে তার চিরন্তন কাজ বারবার চালিয়ে যাওয়ার জন্য। এবং দ্রবীভূত লবণ সমুদ্র এবং মহাসাগরে থেকে যায়।

মনে করবেন না যে জল দ্রবীভূত হয় এবং সমুদ্রের মধ্যে বহন করে যা সহজে দ্রবণীয়, এবং সমুদ্রের জলে কেবলমাত্র সাধারণ লবণ থাকে যা খাবারের টেবিলে দাঁড়িয়ে থাকে। না, সমুদ্রের জলে প্রকৃতিতে বিদ্যমান প্রায় সমস্ত উপাদান রয়েছে। এতে রয়েছে ম্যাগনেসিয়াম, ক্যালসিয়াম, সালফার, ব্রোমিন, আয়োডিন এবং ফ্লোরিন। লোহা, তামা, নিকেল, টিন, ইউরেনিয়াম, কোবাল্ট, এমনকি রৌপ্য এবং স্বর্ণও অল্প পরিমাণে পাওয়া গেছে। রসায়নবিদরা সমুদ্রের পানিতে ষাটটিরও বেশি উপাদান খুঁজে পেয়েছেন। সম্ভবত অন্য সব পাশাপাশি পাওয়া যাবে. সমুদ্রের পানিতে লবণের বেশিরভাগই টেবিল লবণ। তাই সাগরের পানি নোনা।

জলের উপরিভাগে কি চালানো সম্ভব?

করতে পারা. এটি দেখতে, গ্রীষ্মে যে কোনও পুকুর বা হ্রদের পৃষ্ঠের দিকে তাকান। অনেক জীবন্ত এবং দ্রুত মানুষ কেবল জলের উপর হাঁটে না, দৌড়াতেও পারে। যদি আমরা বিবেচনা করি যে এই পোকামাকড়ের পায়ের সমর্থন ক্ষেত্রটি খুব ছোট, তবে এটি বোঝা কঠিন নয় যে, তাদের কম ওজন থাকা সত্ত্বেও, জলের পৃষ্ঠটি ভেঙ্গে না গিয়ে উল্লেখযোগ্য চাপ সহ্য করতে পারে।

পানি কি উপরের দিকে প্রবাহিত হতে পারে?

হ্যা সম্ভবত. এটি সব সময় এবং সর্বত্র ঘটে। জল নিজেই মাটিতে উঠে যায়, ভূগর্ভস্থ জলের স্তর থেকে পৃথিবীর সমস্ত পুরুত্বকে ভিজিয়ে দেয়। জল নিজেই গাছের কৈশিক জাহাজের মধ্য দিয়ে উপরে উঠে এবং গাছকে দ্রবীভূত পুষ্টিগুলিকে উচ্চতায় পৌঁছে দিতে সাহায্য করে - মাটিতে গভীরভাবে লুকিয়ে থাকা শিকড় থেকে পাতা এবং ফল পর্যন্ত। ব্লটিং পেপারের ছিদ্রগুলিতে জল নিজেই উপরের দিকে চলে যায় যখন আপনাকে একটি দাগ শুকাতে হয়, বা যখন আপনি আপনার মুখ মুছবেন তখন একটি তোয়ালের কাপড়ে। খুব পাতলা টিউবগুলিতে - কৈশিকগুলিতে - জল কয়েক মিটার উচ্চতায় উঠতে পারে।

এই ব্যাখ্যা কি?

জলের আরেকটি উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল এর ব্যতিক্রমী উচ্চ পৃষ্ঠের টান। এর পৃষ্ঠের জলের অণুগুলি কেবল একদিকে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ শক্তি অনুভব করে এবং জলে এই মিথস্ক্রিয়াটি অস্বাভাবিকভাবে শক্তিশালী। অতএব, তার পৃষ্ঠের প্রতিটি অণু তরলে টানা হয়। ফলস্বরূপ, একটি বল তৈরি হয় যা তরলের পৃষ্ঠকে শক্ত করে। জলে এটি বিশেষভাবে শক্তিশালী: এর পৃষ্ঠের টান 72 mN/m (মিলিনিউটন প্রতি মিটার)।

জল মনে করতে পারেন?

এই প্রশ্ন শোনাচ্ছে, স্বীকার করে, খুব অস্বাভাবিক, কিন্তু এটা বেশ গুরুতর এবং খুব গুরুত্বপূর্ণ. এটি একটি বৃহৎ ভৌত-রাসায়নিক সমস্যা নিয়ে উদ্বিগ্ন, যা এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশে এখনও তদন্ত করা হয়নি। এই প্রশ্নটি সবেমাত্র বিজ্ঞানে উত্থাপিত হয়েছে, তবে এটি এখনও এর উত্তর খুঁজে পায়নি।

প্রশ্ন হল: পানির পূর্ববর্তী ইতিহাস কি এর ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে এবং এটি কি সম্ভব, পানির বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করে, এর আগে কী ঘটেছিল তা খুঁজে বের করা - পানিকে নিজেই "মনে রাখা" এবং এটি সম্পর্কে আমাদের বলতে . হ্যাঁ, সম্ভবত, যতটা আশ্চর্যজনক মনে হতে পারে। এটি বোঝার সবচেয়ে সহজ উপায় হল একটি সাধারণ, কিন্তু খুব আকর্ষণীয় এবং অসাধারণ উদাহরণ - বরফের স্মৃতি।

বরফ সব পরে জল. যখন জল বাষ্পীভূত হয়, জল এবং বাষ্পের আইসোটোপিক গঠন পরিবর্তিত হয়। হালকা জল বাষ্পীভূত হয়, যদিও একটি তুচ্ছ পরিমাণে, ভারী জলের চেয়ে দ্রুত।

যখন প্রাকৃতিক জল বাষ্পীভূত হয়, তখন কেবল ডিউটেরিয়াম নয়, ভারী অক্সিজেনের আইসোটোপিক সামগ্রীতেও গঠন পরিবর্তিত হয়। বাষ্পের আইসোটোপিক গঠনের এই পরিবর্তনগুলি খুব ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে, এবং তাপমাত্রার উপর তাদের নির্ভরতাও ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে।

সম্প্রতি, বিজ্ঞানীরা একটি অসাধারণ পরীক্ষা করেছেন। আর্কটিকে, উত্তর গ্রিনল্যান্ডের একটি বিশাল হিমবাহের পুরুত্বে, একটি বোরহোল ডুবে গিয়েছিল এবং প্রায় দেড় কিলোমিটার দীর্ঘ একটি বিশাল বরফের কোর ড্রিল করে বের করা হয়েছিল। ক্রমবর্ধমান বরফের বার্ষিক স্তর এটিতে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান ছিল। কোরের পুরো দৈর্ঘ্য বরাবর, এই স্তরগুলি আইসোটোপিক বিশ্লেষণের শিকার হয়েছিল এবং হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের ভারী আইসোটোপের আপেক্ষিক বিষয়বস্তুর উপর ভিত্তি করে - ডিউটেরিয়াম এবং 18O - প্রতিটি মূল বিভাগে বার্ষিক বরফ স্তরগুলির গঠনের তাপমাত্রা নির্ধারণ করা হয়েছিল। বার্ষিক স্তর গঠনের তারিখ সরাসরি গণনা দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল। এইভাবে, পৃথিবীর জলবায়ু পরিস্থিতি সহস্রাব্দের জন্য পুনরুদ্ধার করা হয়েছিল। জল গ্রীনল্যান্ড হিমবাহের গভীর স্তরগুলিতে এই সমস্ত কিছু মনে রাখতে এবং রেকর্ড করতে সক্ষম হয়েছিল।

বরফের স্তরগুলির আইসোটোপিক বিশ্লেষণের ফলস্বরূপ, বিজ্ঞানীরা পৃথিবীতে একটি জলবায়ু পরিবর্তন বক্ররেখা তৈরি করেছেন। এটা প্রমাণিত যে আমাদের গড় তাপমাত্রা ধর্মনিরপেক্ষ ওঠানামা সাপেক্ষে. 15 শতকে, 17 শতকের শেষের দিকে এটি খুব ঠান্ডা ছিল। এবং 19 শতকের শুরুতে। উষ্ণতম বছরগুলি ছিল 1550 এবং 1930।

তাহলে পানির ‘স্মৃতি’ রহস্য কী?

সত্য যে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিজ্ঞান ধীরে ধীরে অনেক আশ্চর্যজনক এবং সম্পূর্ণরূপে বোধগম্য তথ্য জমা করেছে। তাদের মধ্যে কিছু দৃঢ়ভাবে প্রতিষ্ঠিত, অন্যদের পরিমাণগত নির্ভরযোগ্য নিশ্চিতকরণের প্রয়োজন, এবং তাদের সবগুলি এখনও ব্যাখ্যা করার জন্য অপেক্ষা করছে।

উদাহরণস্বরূপ, শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত জলের কী হবে তা এখনও কেউ জানে না। তাত্ত্বিক পদার্থবিদরা সম্পূর্ণরূপে নিশ্চিত যে এটিতে কিছুই ঘটবে না এবং ঘটবে না, সম্পূর্ণ নির্ভরযোগ্য তাত্ত্বিক গণনার সাথে তাদের প্রত্যয়কে শক্তিশালী করে, যা থেকে এটি অনুসরণ করে যে চৌম্বক ক্ষেত্র বন্ধ হওয়ার পরে, জল অবিলম্বে তার আগের অবস্থায় ফিরে আসা উচিত এবং এটির মতোই থাকবে। ছিল এবং অভিজ্ঞতা দেখায় যে এটি পরিবর্তিত হয় এবং ভিন্ন হয়।

একটি বড় পার্থক্য আছে কি? নিজের জন্য বিচার করুন। বাষ্প বয়লারের সাধারণ জল থেকে, দ্রবীভূত লবণগুলি, নিঃসৃত হয়, একটি ঘন এবং শক্ত, পাথরের মতো, বয়লার পাইপের দেয়ালে স্তরে জমা হয় এবং চুম্বকীয় জল থেকে (যেমন এখন প্রযুক্তিতে বলা হয়) তারা পড়ে যায়। জলে স্থগিত একটি আলগা পলল আকারে. মনে হচ্ছে পার্থক্যটা ছোট। তবে তা নির্ভর করে দৃষ্টিভঙ্গির ওপর। তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের কর্মীদের মতে, এই পার্থক্যটি অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ, যেহেতু চুম্বকীয় জল দৈত্যাকার বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির স্বাভাবিক এবং নিরবচ্ছিন্ন অপারেশন নিশ্চিত করে: বাষ্প বয়লার পাইপের দেয়ালগুলি অতিবৃদ্ধ হয় না, তাপ স্থানান্তর বেশি হয় এবং বিদ্যুৎ উৎপাদন বেশি হয়। চৌম্বকীয় জল চিকিত্সা দীর্ঘকাল ধরে অনেক তাপ স্টেশনে ইনস্টল করা হয়েছে, কিন্তু প্রকৌশলী বা বিজ্ঞানীরা কেউই জানেন না যে এটি কীভাবে এবং কেন কাজ করে। উপরন্তু, এটি পরীক্ষামূলকভাবে দেখা গেছে যে জলের চৌম্বকীয় চিকিত্সার পরে, এতে স্ফটিককরণ, দ্রবীভূতকরণ, শোষণের প্রক্রিয়াগুলি ত্বরান্বিত হয় এবং ভেজা পরিবর্তন... তবে, সমস্ত ক্ষেত্রে প্রভাবগুলি ছোট এবং পুনরুত্পাদন করা কঠিন।

জলের উপর চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাব (অগত্যা দ্রুত প্রবাহিত) এক সেকেন্ডের ছোট ভগ্নাংশের জন্য স্থায়ী হয়, কিন্তু জল কয়েক ঘন্টা ধরে এটি "মনে রাখে"। কেন অজানা। এই ক্ষেত্রে, অনুশীলন বিজ্ঞানের চেয়ে অনেক এগিয়ে। সর্বোপরি, চৌম্বকীয় চিকিত্সা ঠিক কী প্রভাবিত করে তা আরও অজানা - জল বা এতে থাকা অমেধ্যগুলি। বিশুদ্ধ পানি বলে কিছু নেই।

জলের "স্মৃতি" চৌম্বকীয় প্রভাবের প্রভাব সংরক্ষণের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। বিজ্ঞানে, অনেক তথ্য এবং পর্যবেক্ষণ বিদ্যমান এবং ধীরে ধীরে জমা হচ্ছে, যা দেখায় যে জল "মনে রাখবে" যে এটি আগে হিমায়িত ছিল।

গলিত জল, সম্প্রতি বরফের টুকরো গলিয়ে তৈরি করা হয়েছে, যে জল থেকে এই বরফের টুকরোটি তৈরি হয়েছিল তার থেকে আলাদা বলে মনে হচ্ছে। গলিত জলে, বীজগুলি দ্রুত এবং ভালভাবে অঙ্কুরিত হয়, স্প্রাউটগুলি দ্রুত বিকাশ লাভ করে; আরও, গলিত জল গ্রহণকারী মুরগিগুলি দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং বিকশিত হয় বলে মনে হয়। জীববিজ্ঞানীদের দ্বারা প্রতিষ্ঠিত গলিত জলের আশ্চর্যজনক বৈশিষ্ট্যগুলি ছাড়াও, সম্পূর্ণরূপে ভৌত এবং রাসায়নিক পার্থক্যগুলিও জানা যায়, উদাহরণস্বরূপ, গলিত জল সান্দ্রতা এবং অস্তরক ধ্রুবকের মধ্যে পৃথক। গলিত জলের সান্দ্রতা গলিত হওয়ার মাত্র 3-6 দিন পরে জলের জন্য তার স্বাভাবিক মূল্য গ্রহণ করে। কেন এমন হয় (যদি তাই হয়), অন্য কেউ জানে না।

বেশিরভাগ গবেষকরা ঘটনার এই ক্ষেত্রটিকে জলের "কাঠামোগত স্মৃতি" বলে থাকেন, বিশ্বাস করেন যে এর বৈশিষ্ট্যগুলিতে জলের পূর্ববর্তী ইতিহাসের প্রভাবের এই সমস্ত অদ্ভুত প্রকাশগুলি এর আণবিক অবস্থার সূক্ষ্ম কাঠামোর পরিবর্তন দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে। হয়তো এটা তাই, কিন্তু... নাম রাখার মানে এটা ব্যাখ্যা করা নয়। বিজ্ঞানে এখনও একটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা রয়েছে: কেন এবং কীভাবে জল "মনে রাখে" কী হয়েছিল।

পৃথিবীতে পানি এল কোথা থেকে?

মহাজাগতিক রশ্মির স্রোত - প্রচুর শক্তি সহ কণার স্রোত - চিরকালের জন্য মহাবিশ্বের সমস্ত দিকে প্রবাহিত হয়। তাদের বেশিরভাগ প্রোটন ধারণ করে - হাইড্রোজেন পরমাণুর নিউক্লিয়াস। মহাকাশে এর চলাচলে, আমাদের গ্রহ ক্রমাগত "প্রোটন বোমাবর্ষণের" শিকার হয়। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরগুলি ভেদ করে, প্রোটনগুলি ইলেকট্রনগুলিকে ধরে, হাইড্রোজেন পরমাণুতে পরিণত হয় এবং অবিলম্বে অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে জল তৈরি করে। গণনা দেখায় যে প্রতি বছর প্রায় দেড় টন এই জাতীয় "মহাজাগতিক" জল স্ট্রাটোস্ফিয়ারে জন্মে। নিম্ন তাপমাত্রায় উচ্চ উচ্চতায়, জলীয় বাষ্পের স্থিতিস্থাপকতা খুব ছোট এবং জলের অণুগুলি ধীরে ধীরে জমা হয়, মহাজাগতিক ধূলিকণার উপর ঘনীভূত হয়, রহস্যময় নিশাচর মেঘ তৈরি করে। বিজ্ঞানীরা পরামর্শ দেন যে তারা ক্ষুদ্র বরফের স্ফটিক নিয়ে গঠিত যা এই ধরনের "মহাজাগতিক" জল থেকে উদ্ভূত হয়। গণনাগুলি দেখিয়েছে যে পৃথিবীর ইতিহাসে এইভাবে যে জল উপস্থিত হয়েছিল তা আমাদের গ্রহের সমস্ত মহাসাগরের জন্ম দেওয়ার জন্য যথেষ্ট হবে। তাহলে কি মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে পানি এসেছে? কিন্তু...

ভূ-রসায়নবিদরা জলকে স্বর্গীয় অতিথি মনে করেন না। তারা নিশ্চিত যে তিনি পার্থিব বংশোদ্ভূত। যে শিলাগুলি পৃথিবীর আবরণ তৈরি করে, যা পৃথিবীর কেন্দ্রীয় কেন্দ্র এবং পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে অবস্থিত, আইসোটোপের তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের সঞ্চিত তাপের প্রভাবের অধীনে স্থানগুলিতে গলে যায়। এর মধ্যে, উদ্বায়ী উপাদানগুলি নির্গত হয়েছিল: নাইট্রোজেন, ক্লোরিন, কার্বন এবং সালফার যৌগ এবং বেশিরভাগ জলীয় বাষ্প নির্গত হয়েছিল।

আমাদের গ্রহের সমগ্র অস্তিত্বের সময় অগ্ন্যুৎপাতের সময় সমস্ত আগ্নেয়গিরি কতটা নির্গত করতে পারে?

বিজ্ঞানীরা এটিও গণনা করেছেন। দেখা গেল যে এই ধরনের বিস্ফোরিত "ভূতাত্ত্বিক" জল সমস্ত মহাসাগরকে পূরণ করার জন্য যথেষ্ট হবে।

আমাদের গ্রহের কেন্দ্রীয় অংশে, এর মূল গঠন, সম্ভবত কোন জল নেই। এটা সেখানে থাকার সম্ভাবনা কম। কিছু বিজ্ঞানী বিশ্বাস করেন যে, এমনকি যদি অক্সিজেন এবং হাইড্রোজেন সেখানে উপস্থিত থাকে, তবে তাদের অবশ্যই অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে বিজ্ঞানের জন্য নতুন, অজানা ধাতু-সদৃশ যৌগ গঠন করতে হবে যার উচ্চ ঘনত্ব রয়েছে এবং প্রচণ্ড চাপ এবং তাপমাত্রায় স্থিতিশীল। যে পৃথিবীর কেন্দ্রে রাজত্ব করে।

অন্যান্য গবেষকরা নিশ্চিত যে পৃথিবীর মূল অংশ লোহা নিয়ে গঠিত। আসলে কী আমাদের থেকে এত দূরে নয়, আমাদের পায়ের নীচে, 3 হাজার কিলোমিটারের বেশি গভীরতায়, এখনও কেউ জানে না, তবে সম্ভবত সেখানে কোনও জল নেই।

পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ অংশের বেশিরভাগ জল এর আবরণে পাওয়া যায় - স্তরগুলি পৃথিবীর ভূত্বকের নীচে অবস্থিত এবং প্রায় 3 হাজার কিলোমিটার গভীরতা পর্যন্ত বিস্তৃত। ভূতাত্ত্বিকরা বিশ্বাস করেন যে অন্তত 13 বিলিয়ন ঘনমিটার ম্যান্টলে ঘনীভূত হয়। জল কিমি.

পৃথিবীর খোলের সর্বোচ্চ স্তর - পৃথিবীর ভূত্বক - প্রায় 1.5 বিলিয়ন ঘনমিটার ধারণ করে। জল কিমি. এই স্তরগুলির প্রায় সমস্ত জল একটি আবদ্ধ অবস্থায় রয়েছে - এটি শিলা এবং খনিজগুলির অংশ, যা হাইড্রেট তৈরি করে। আপনি এই জলে স্নান করতে পারবেন না এবং আপনি এটি পান করতে পারবেন না।

হাইড্রোস্ফিয়ার, পৃথিবীর জলের খোল, প্রায় আরও 1.5 বিলিয়ন ঘনমিটার দ্বারা গঠিত হয়। জল কিমি. এই পরিমাণের প্রায় পুরোটাই বিশ্ব মহাসাগরে রয়েছে। এটি সমগ্র পৃথিবীর পৃষ্ঠের প্রায় 70% দখল করে, এর ক্ষেত্রফল 360 মিলিয়ন বর্গ মিটারের বেশি। কিমি মহাকাশ থেকে, আমাদের গ্রহটি মোটেও একটি গ্লোবের মতো নয়, বরং জলের বেলুনের মতো।

মহাসাগরের গড় গভীরতা প্রায় 4 কিমি। যদি আমরা এই "তলাবিহীন গভীরতা"কে পৃথিবীর আকারের সাথে তুলনা করি, যার গড় ব্যাস কিমি সমান, তবে বিপরীতে, আমাদের স্বীকার করতে হবে যে আমরা একটি ভেজা গ্রহে বাস করি, এটি কেবল সামান্য আর্দ্র। জল দিয়ে, এবং তারপরও পুরো পৃষ্ঠের উপরে নয়। মহাসাগর এবং সমুদ্রের জল লবণাক্ত - আপনি এটি পান করতে পারবেন না।

জমিতে খুব কম জল রয়েছে: মাত্র 90 মিলিয়ন ঘনমিটার। কিমি এর মধ্যে ৬০ কোটি ঘনমিটারের বেশি। কিমি ভূগর্ভস্থ, প্রায় পুরোটাই নোনা জল। প্রায় 25 মিলিয়ন ঘনমিটার। কঠিন জলের কিলোমিটার পার্বত্য এবং হিমবাহ অঞ্চলে, আর্কটিক, গ্রিনল্যান্ড এবং অ্যান্টার্কটিকায় অবস্থিত। পৃথিবীর এই জলাশয়গুলি সুরক্ষিত।

সমস্ত হ্রদ, জলাভূমি, মানবসৃষ্ট জলাধার এবং মাটিতে আরও 500 হাজার ঘনমিটার রয়েছে। জল কিমি.

বায়ুমণ্ডলে পানিও রয়েছে। বাতাসে সবসময় প্রচুর জলীয় বাষ্প থাকে, এমনকি সবচেয়ে শুষ্ক মরুভূমিতেও, যেখানে এক ফোঁটা জল নেই এবং কখনও বৃষ্টি হয় না। উপরন্তু, মেঘ সবসময় আকাশ জুড়ে ভাসছে, মেঘ জড়ো হচ্ছে, তুষারপাত হচ্ছে, বৃষ্টি হচ্ছে এবং মাটিতে কুয়াশা ছড়িয়ে পড়ছে। বায়ুমণ্ডলে এই সমস্ত জলের মজুদ সঠিকভাবে গণনা করা হয়েছে: তাদের সবগুলি একসাথে নেওয়া হয়েছে মাত্র 14 হাজার ঘনমিটার। কিমি

এবং এখানে আমরা দ্বিতীয় বিভাগে যেতে পারি। শব্দের নিচে "বরফ"আমরা পানির কঠিন পর্যায়ের অবস্থা বুঝতে অভ্যস্ত। তবে এটি ছাড়াও, অন্যান্য পদার্থগুলিও হিমায়িত হওয়ার বিষয়। সুতরাং, বরফকে মূল পদার্থের রাসায়নিক গঠন দ্বারা আলাদা করা যায়, উদাহরণস্বরূপ, কার্বন ডাই অক্সাইড, অ্যামোনিয়া, মিথেন বরফ এবং অন্যান্য।

তৃতীয়ত, জলের বরফের স্ফটিক জালি (পরিবর্তন) রয়েছে, যার গঠন একটি থার্মোডাইনামিক ফ্যাক্টর দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই পোস্টে আমরা একটু কথা বলবো।

বরফ নিবন্ধে, আমরা দেখেছি যে কীভাবে জলের গঠন তার একত্রীকরণের অবস্থার পরিবর্তনের সাথে একটি পুনর্গঠনের মধ্য দিয়ে যায় এবং সাধারণ বরফের স্ফটিক কাঠামোকে স্পর্শ করে। জলের অণুর অভ্যন্তরীণ কাঠামো এবং হাইড্রোজেন বন্ডগুলি সমস্ত অণুকে একটি আদেশযুক্ত সিস্টেমে সংযুক্ত করার জন্য ধন্যবাদ, বরফের একটি ষড়ভুজ (ষড়ভুজ) স্ফটিক জালি তৈরি হয়। একে অপরের নিকটতম অণুগুলি (একটি কেন্দ্রীয় এবং চার কোণে) একটি ত্রিহেড্রাল পিরামিড বা টেট্রাহেড্রনের আকারে সাজানো হয়, যা ষড়ভুজাকার স্ফটিক পরিবর্তনের ( আকার 1).

উপায় দ্বারা, পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণার মধ্যে দূরত্ব ন্যানোমিটার (nm) বা angstroms (19 শতকের সুইডিশ পদার্থবিদ অ্যান্ডারস জোনাস অ্যাংস্ট্রোমের নামে নামকরণ করা হয়; Å প্রতীক দ্বারা চিহ্নিত)। 1 Å = 0.1 nm = 10−10 m।

সাধারণ বরফের এই ষড়ভুজ গঠনটি তার সম্পূর্ণ আয়তন পর্যন্ত বিস্তৃত। আপনি খালি চোখে এটি স্পষ্টভাবে দেখতে পারেন: শীতকালে তুষারপাতের সময়, আপনার হাতা বা দস্তানায় একটি তুষারকণা ধরুন এবং এর আকারটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখুন - এটি ছয়-রশ্মি বা ষড়ভুজাকার। এটি প্রতিটি তুষারকণার জন্য সাধারণ, কিন্তু একটি একক তুষারকণা কখনও অন্যটির পুনরাবৃত্তি করে না (আমাদের নিবন্ধে এটি সম্পর্কে আরও)। এবং এমনকি বড় বরফ স্ফটিকগুলি তাদের বাহ্যিক আকৃতির সাথে অভ্যন্তরীণ আণবিক কাঠামোর সাথে মিলে যায় ( চিত্র 2).

আমরা আগেই বলেছি যে একটি পদার্থের, বিশেষ করে পানিতে, এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থার মধ্যে স্থানান্তর নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে ঘটে। সাধারণ বরফ 0°C এবং নীচের তাপমাত্রায় এবং 1 বায়ুমণ্ডলের চাপে (স্বাভাবিক মান)। ফলস্বরূপ, বরফের অন্যান্য পরিবর্তনগুলির উপস্থিতির জন্য, এই মানগুলির একটি পরিবর্তন প্রয়োজন, এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে নিম্ন তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপের উপস্থিতি, যেখানে হাইড্রোজেন বন্ধনের কোণ পরিবর্তিত হয় এবং সমগ্র স্ফটিক জালিটি পুনর্গঠিত হয়।

বরফের প্রতিটি পরিবর্তন একটি নির্দিষ্ট সিস্টেমের অন্তর্গত - স্ফটিকগুলির একটি গ্রুপ যেখানে ইউনিট কোষগুলির একই প্রতিসাম্য এবং সমন্বয় ব্যবস্থা (XYZ অক্ষ) রয়েছে। মোট, সাতটি সিঙ্গোনিজ আলাদা করা হয়েছে। তাদের প্রত্যেকের বৈশিষ্ট্য উপস্থাপন করা হয় চিত্র 3-4. এবং ঠিক নীচে স্ফটিকগুলির প্রধান রূপগুলির একটি চিত্র রয়েছে ( চিত্র.5)

বরফের সমস্ত পরিবর্তন যা সাধারণ বরফ থেকে আলাদা তা পরীক্ষাগারের পরিস্থিতিতে প্রাপ্ত হয়েছিল। বরফের প্রথম বহুরূপী কাঠামো বিংশ শতাব্দীর শুরুতে বিজ্ঞানীদের প্রচেষ্টার মাধ্যমে জানা যায়। গুস্তাভ হেনরিখ তামানএবং পার্সি উইলিয়ামস ব্রিজম্যান. ব্রিজম্যানের পরিবর্তনের চিত্রটি পর্যায়ক্রমে সম্পূরক ছিল। আগের প্রাপ্তদের থেকে নতুন পরিবর্তনগুলি চিহ্নিত করা হয়েছিল। ডায়াগ্রামের সর্বশেষ পরিবর্তনগুলি আমাদের সময়ে করা হয়েছিল। এ পর্যন্ত ষোল ধরনের স্ফটিকের মতো বরফ পাওয়া গেছে। প্রতিটি প্রকারের নিজস্ব নাম রয়েছে এবং এটি একটি রোমান সংখ্যা দ্বারা মনোনীত।

প্রিয় পাঠক, বৈজ্ঞানিক বিবরণ সহ আমরা প্রতিটি আণবিক ধরণের জলের বরফের শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি গভীরভাবে অনুসন্ধান করব না, যাতে আপনি বিরক্ত না হন; আমরা শুধুমাত্র প্রধান পরামিতিগুলি নোট করব।

সাধারণ বরফকে বলা হয় বরফ Ih (উপসর্গ "h" মানে ষড়ভুজ ব্যবস্থা)। চালু চিত্র 7এর স্ফটিক কাঠামো উপস্থাপন করা হয়েছে, ষড়ভুজাকার বন্ধন (হেক্সামার্স) সমন্বিত, যা আকারে ভিন্ন - আকারে একটি সান লাউঞ্জার(ইংরেজি) চেয়ার-ফর্ম), অন্য ফর্মে rooks (নৌকা ফর্ম) এই হেক্সামারগুলি একটি ত্রিমাত্রিক বিভাগ গঠন করে - দুটি "চেজ লাউঞ্জ" উপরের এবং নীচে অনুভূমিক এবং তিনটি "নৌকা" একটি উল্লম্ব অবস্থান দখল করে।

স্থানিক চিত্রটি বরফের হাইড্রোজেন বন্ধনের বিন্যাসের ক্রম দেখায় ইহ, কিন্তু বাস্তবে সংযোগগুলি এলোমেলোভাবে নির্মিত হয়। যাইহোক, বিজ্ঞানীরা উড়িয়ে দেন না যে ষড়ভুজাকার বরফের পৃষ্ঠের হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি কাঠামোর ভিতরের চেয়ে বেশি ক্রমানুযায়ী।

ষড়ভুজ বরফের একক কোষে (অর্থাৎ, একটি স্ফটিকের ন্যূনতম আয়তন, যার পুনরাবৃত্ত প্রজনন তিনটি মাত্রায় সম্পূর্ণ স্ফটিক জালি তৈরি করে) 4টি জলের অণু অন্তর্ভুক্ত করে। কোষের মাত্রা হল 4.51 Åউভয় পক্ষের ক, খএবং 7.35 Å c পাশে (চিত্রের c পাশ বা অক্ষের একটি উল্লম্ব দিক রয়েছে)। পক্ষের মধ্যে কোণ, যেমন থেকে দেখা যাচ্ছে চিত্র 4: α=β = 90°, γ = 120°. প্রতিবেশী অণুর মধ্যে দূরত্ব 2.76 Å.

ষড়ভুজ বরফ স্ফটিক ষড়ভুজ প্লেট এবং কলাম গঠন করে; তাদের মধ্যে উপরের এবং নীচের মুখগুলি হল বেস প্লেন, এবং ছয়টি অভিন্ন পার্শ্বমুখগুলিকে প্রিজম্যাটিক বলা হয় ( চিত্র 10).

ক্রিস্টালাইজেশন শুরু করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম সংখ্যক জলের অণু প্রায় 275 (±25). বৃহৎ পরিমাণে, বরফের গঠন বায়ুর সীমানাযুক্ত জলের ভরের উপরিভাগে ঘটে, এর ভিতরের পরিবর্তে। মোটা বরফ স্ফটিক ইহসি-অক্ষের দিকে ধীরে ধীরে গঠন করে, উদাহরণস্বরূপ, স্থির জলে তারা স্ফটিক প্লেট থেকে উল্লম্বভাবে নীচের দিকে বৃদ্ধি পায়, বা এমন পরিস্থিতিতে যেখানে পাশ থেকে বৃদ্ধি পাওয়া কঠিন। সূক্ষ্ম দানাদার বরফ, উত্তাল জলে তৈরি হয় বা যখন এটি দ্রুত বরফে পরিণত হয়, প্রিজম্যাটিক মুখগুলি থেকে নির্দেশিত বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করেছে। আশেপাশের জলের তাপমাত্রা বরফের স্ফটিক জালির শাখার মাত্রা নির্ধারণ করে।

হিলিয়াম এবং হাইড্রোজেন পরমাণু ব্যতীত জলে দ্রবীভূত পদার্থের কণা, যার মাত্রা তাদের গঠনের গহ্বরে মাপসই করতে দেয়, স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে স্ফটিক জালি থেকে বাদ পড়ে, স্ফটিকের পৃষ্ঠের উপর জোর করে বাহিরে আনা হয়। , যেমন নিরাকার বৈচিত্র্যের ক্ষেত্রে (এ বিষয়ে আরও পরে নিবন্ধে) মাইক্রোক্রিস্টালগুলির মধ্যে স্তর তৈরি করে। জল জমা এবং গলানোর পরপর চক্র এটিকে অমেধ্য থেকে শুদ্ধ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, গ্যাস (ডিগাসিং)।

সাথে বরফ ইহএছাড়াও বরফ আছে আইসি (কিউবিক সিস্টেম), যাইহোক, প্রকৃতিতে, এই ধরণের বরফের গঠন মাঝে মাঝে কেবল বায়ুমণ্ডলের উপরের স্তরগুলিতেই সম্ভব। কৃত্রিম বরফ আইসিতাত্ক্ষণিকভাবে জমা জল দ্বারা প্রাপ্ত, যার জন্য বাষ্প একটি ঠান্ডা উপর ঘনীভূত হয় 80 বিয়োগ 110°Cস্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে ধাতব পৃষ্ঠ। পরীক্ষার ফলস্বরূপ, ঘন আকৃতির স্ফটিক বা অষ্টহেড্রন আকারে পৃষ্ঠের উপর পড়ে। তাপমাত্রা কমিয়ে সাধারণ ষড়ভুজ বরফ থেকে প্রথম পরিবর্তনের ঘন বরফ তৈরি করা সম্ভব হবে না, তবে বরফকে গরম করে ঘন থেকে ষড়ভুজায় রূপান্তর সম্ভব। আইসিউচ্চ বিয়োগ 80°সে.

বরফের আণবিক গঠনে আইসিহাইড্রোজেন বন্ধন কোণ সাধারণ বরফের মতোই Ih - 109.5°. এবং এখানে একটি বরফের জালিতে অণু দ্বারা গঠিত একটি ষড়ভুজ বলয় রয়েছে আইসিশুধুমাত্র একটি চেজ লাউঞ্জ আকারে উপস্থিত.

1 atm চাপে বরফ Ic এর ঘনত্ব 0.92 g/cm³। একটি কিউবিক স্ফটিকের একক কোষে 8টি অণু এবং মাত্রা রয়েছে: a=b=c = 6.35 Å, এবং এর কোণগুলি α=β=γ = 90°।

একটি নোটে।প্রিয় পাঠক, এই নিবন্ধে আমরা বারবার এক বা অন্য ধরণের বরফের জন্য তাপমাত্রা এবং চাপ সূচকগুলির মুখোমুখি হব। এবং যদি ডিগ্রী সেলসিয়াসে প্রকাশিত তাপমাত্রার মানগুলি প্রত্যেকের কাছে পরিষ্কার হয়, তবে চাপের মানগুলির উপলব্ধি কারও কারও পক্ষে কঠিন হতে পারে। পদার্থবিজ্ঞানে, এটি পরিমাপের জন্য বিভিন্ন ইউনিট ব্যবহার করা হয়, তবে আমাদের নিবন্ধে আমরা এটিকে বায়ুমণ্ডলে (এটিএম) চিহ্নিত করব, মানগুলিকে বৃত্তাকার করে। সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হল 1 atm, যা 760 mmHg বা 1 বার বা 0.1 MPa (মেগাপ্যাস্কাল) এর সমান।

আপনি যেমন বুঝতে পারেন, বিশেষ করে, বরফের উদাহরণ থেকে আইসি, বরফের স্ফটিক পরিবর্তনের অস্তিত্ব থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের অবস্থার অধীনে সম্ভব, যেমন যখন তাপমাত্রা এবং চাপের ভারসাম্য যা কোন স্ফটিক ধরণের বরফের উপস্থিতি নির্ধারণ করে তা বিঘ্নিত হয়, এই প্রকারটি অদৃশ্য হয়ে যায়, অন্য পরিবর্তনে রূপান্তরিত হয়। এই থার্মোডাইনামিক মানগুলির পরিসর পরিবর্তিত হয়; এটি প্রতিটি প্রজাতির জন্য আলাদা। আসুন আমরা অন্যান্য ধরণের বরফ বিবেচনা করি, নামকরণের ক্রমে কঠোরভাবে নয়, তবে এই কাঠামোগত পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত।

বরফ ২ত্রিকোণ ব্যবস্থার অন্তর্গত। এটি প্রায় 3,000 atm চাপে এবং প্রায় মাইনাস 75 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ষড়ভুজ টাইপ থেকে বা অন্য পরিবর্তন থেকে গঠিত হতে পারে ( বরফ ভি), মাইনাস 35°C তাপমাত্রায় তীব্রভাবে চাপ কমিয়ে। অস্তিত্ব ২মাইনাস 170 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 1 থেকে 50,000 atm (বা 5 গিগাপাস্কাল (GPa)) এর চাপে বরফের ধরন সম্ভব। বিজ্ঞানীদের মতে, এই পরিবর্তনের বরফ সম্ভবত সৌরজগতের দূরবর্তী গ্রহগুলির বরফের উপগ্রহগুলির অংশ হতে পারে। স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং মাইনাস 113 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রা এই ধরনের বরফকে সাধারণ ষড়ভুজ বরফে রূপান্তরিত করার জন্য পরিস্থিতি তৈরি করে।

চালু চিত্র 13বরফ স্ফটিক জালি দেখানো হয়েছে ২. কাঠামোর একটি বৈশিষ্ট্যগত বৈশিষ্ট্য দৃশ্যমান - আণবিক বন্ধন দ্বারা গঠিত ফাঁপা ষড়ভুজ চ্যানেলগুলির একটি প্রকার। ইউনিট সেল (একটি হীরা দিয়ে চিত্রিত অংশে হাইলাইট করা হয়েছে) দুটি লিগামেন্ট নিয়ে গঠিত যা একে অপরের সাপেক্ষে স্থানান্তরিত হয়, তাই বলতে গেলে, "উচ্চতায়"। ফলস্বরূপ, একটি রম্বোহেড্রাল জালি সিস্টেম গঠিত হয়। কোষের মাত্রা a=b=c = 7.78 Å; α=β=γ = 113.1°। একটি কোষে 12টি অণু থাকে। অণুর মধ্যে বন্ধন কোণ (O–O–O) 80 থেকে 120° পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়।

যখন গরম করার পরিবর্তন II, আপনি বরফ পেতে পারেন III, এবং তদ্বিপরীত, বরফ শীতল IIIবরফে পরিণত করে ২. এছাড়াও বরফ IIIতৈরি হয় যখন পানির তাপমাত্রা ধীরে ধীরে মাইনাস 23 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে আসে, চাপ 3,000 atm-এ বৃদ্ধি পায়।
ফেজ ডায়াগ্রামে দেখা যায় ( অসুস্থ 6), বরফের একটি স্থিতিশীল অবস্থার জন্য তাপগতিগত অবস্থা III, সেইসাথে আরেকটি পরিবর্তন - বরফ ভি, ছোট.

বরফ IIIএবং ভিচারপাশের পরিবর্তন সহ চারটি ট্রিপল পয়েন্ট রয়েছে (থার্মোডাইনামিক মান যেখানে পদার্থের বিভিন্ন অবস্থার অস্তিত্ব সম্ভব)। তবে বরফ ২, IIIএবং ভিপরিবর্তনগুলি স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং মাইনাস 170 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে থাকতে পারে এবং তাদের মাইনাস 150 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করলে বরফ তৈরি হয় আইসি.

বর্তমানে পরিচিত অন্যান্য উচ্চ চাপ পরিবর্তনের তুলনায়, বরফ IIIসর্বনিম্ন ঘনত্ব আছে - 3,500 atm চাপে। এটি 1.16 g/cm³ এর সমান।
বরফ IIIস্ফটিক জলের একটি টেট্রাগোনাল বৈচিত্র্য, কিন্তু বরফ জালির কাঠামো নিজেই IIIলঙ্ঘন আছে। যদি প্রতিটি অণু সাধারণত 4টি প্রতিবেশী দ্বারা বেষ্টিত থাকে, তবে এই ক্ষেত্রে এই সূচকটির মান 3.2 হবে এবং এর পাশাপাশি কাছাকাছি আরও 2 বা 3টি অণু থাকতে পারে যার হাইড্রোজেন বন্ধন নেই।
স্থানিক বিন্যাসে, অণুগুলি ডান হাতের হেলিস গঠন করে।
মাইনাস 23°C এবং প্রায় 2800 atm তে 12টি অণু সহ একটি ইউনিট কোষের মাত্রা: a=b = 6.66, c = 6.93 Å; α=β=γ = 90°। হাইড্রোজেন বন্ধন কোণ 87 থেকে 141° পর্যন্ত।

চালু চিত্র 15বরফের আণবিক কাঠামোর একটি স্থানিক চিত্র প্রচলিতভাবে উপস্থাপন করা হয়েছে III. দর্শকের কাছাকাছি অবস্থিত অণুগুলি (নীল বিন্দুগুলি) আরও বড় দেখানো হয়েছে এবং হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি (লাল রেখা) অনুরূপভাবে ঘন।

এবং এখন, যেমন তারা বলে, আমাদের গোড়ালিতে গরম, আসুন অবিলম্বে বরফের পরে যারা আসছে তাদের উপর "ঝাঁপ দাও" IIIনামকরণের ক্রমে, স্ফটিক পরিবর্তন, এবং আসুন বরফ সম্পর্কে কয়েকটি শব্দ বলি IX.
এই ধরনের বরফ মূলত পরিবর্তিত বরফ III, বরফে রূপান্তরিত হওয়া এড়াতে মাইনাস 65 থেকে মাইনাস 108 ° C পর্যন্ত দ্রুত গভীর শীতল হওয়ার শিকার ২. বরফ IX 133°C এর নিচে তাপমাত্রা এবং 2,000 থেকে 4,000 atm চাপে স্থিতিশীল থাকে। এর ঘনত্ব এবং গঠন অভিন্ন IIIমন, কিন্তু বরফের মত নয় IIIবরফের কাঠামোতে IXপ্রোটনের বিন্যাসে ক্রম আছে।
বরফ গরম করা IXএটি মূলে ফিরিয়ে দেয় না IIIপরিবর্তন, কিন্তু বরফে পরিণত ২. কোষের মাত্রা: a=b = 6.69, c = 6.71 Å মাইনাস 108°C এবং 2800 atm তাপমাত্রায়।

উপায় দ্বারা, বিজ্ঞান কথাসাহিত্যিক কার্ট ভননেগুটের 1963 সালের উপন্যাস ক্যাটস ক্র্যাডল আইস-নাইন নামক একটি পদার্থের চারপাশে কেন্দ্রীভূত, যা একটি মানবসৃষ্ট উপাদান হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে যা জীবনের জন্য একটি বড় বিপদ সৃষ্টি করে কারণ জল এটির সংস্পর্শে স্ফটিক হয়ে আইস-নাইনে পরিণত হয়। পৃথিবীর মহাসাগরের মুখোমুখি প্রাকৃতিক জলে এই পদার্থের একটি সামান্য পরিমাণের প্রবেশ গ্রহের সমস্ত জলকে হিমায়িত করার হুমকি দেয়, যার ফলস্বরূপ সমস্ত জীবন্ত জিনিসের মৃত্যু হয়। শেষ পর্যন্ত সেটাই হয়।

বরফ IVএকটি স্ফটিক জালির একটি মেটাস্টেবল (দুর্বলভাবে স্থিতিশীল) ত্রিকোণীয় গঠন। বরফের ফেজ স্পেসে এর অস্তিত্ব সম্ভব III, ভিএবং VIপরিবর্তন কিছু বরফ পান IV 8,000 atm এর ধ্রুবক চাপে মাইনাস 130°C থেকে শুরু করে ধীরে ধীরে গরম করে উচ্চ-ঘনত্বের নিরাকার বরফ থেকে তৈরি করা যেতে পারে।
রম্বোহেড্রাল একক কোষের আকার হল 7.60 Å, কোণ α=β=γ = 70.1°। কোষে 16টি অণু রয়েছে; অণুর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন অপ্রতিসম। 1 atm চাপ এবং মাইনাস 163°C তাপমাত্রায়, বরফ IV এর ঘনত্ব হল 1.27 g/cm³। O–O–O বন্ধন কোণ: 88–128°।

একইভাবে IVবরফের ধরন যা বরফ গঠন করে XII- 8,000 atm-এর একই চাপে, কিন্তু উচ্চ গতিতে মাইনাস 196 থেকে মাইনাস 90°C থেকে একটি উচ্চ-ঘনত্বের নিরাকার পরিবর্তন (নীচে আরও বেশি) গরম করে।
বরফ XIIফেজ অঞ্চলে মেটাস্টেবল ভিএবং VIস্ফটিক প্রকার। এটি এক ধরনের টেট্রাগোনাল সিস্টেম।
একক কোষে 12টি অণু রয়েছে, যা 84-135° কোণ বিশিষ্ট হাইড্রোজেন বন্ধনের কারণে, স্ফটিক জালিতে অবস্থিত, একটি ডাবল ডান-হাতি হেলিক্স গঠন করে। কোষের মাত্রা আছে: a=b = 8.27, c = 4.02 Å; কোণ α=β=γ = 90º। বরফ XII এর ঘনত্ব স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে 1.30 g/cm³ এবং তাপমাত্রা মাইনাস 146°C। হাইড্রোজেন বন্ধন কোণ: 67–132°।

জলের বরফের বর্তমানে আবিষ্কৃত পরিবর্তনগুলির মধ্যে, বরফের সবচেয়ে জটিল স্ফটিক কাঠামো রয়েছে ভি. 28টি অণু তার একক কোষ তৈরি করে; হাইড্রোজেন বন্ডগুলি অন্যান্য আণবিক যৌগের মধ্যে ফাঁক তৈরি করে এবং কিছু অণু শুধুমাত্র নির্দিষ্ট যৌগের সাথে বন্ধন গঠন করে। প্রতিবেশী অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের কোণ ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয় - 86 থেকে 132° পর্যন্ত, তাই বরফের স্ফটিক জালিতে ভিশক্তিশালী উত্তেজনা এবং শক্তির একটি বিশাল সরবরাহ আছে।
স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং তাপমাত্রা মাইনাস 175°C এর অধীনে কোষের পরামিতি: a=9.22, b=7.54, c=10.35 Å; α=β = 90°, γ = 109.2°।
বরফ ভিপ্রায় 5,000 atm চাপে মাইনাস 20 ডিগ্রি সেলসিয়াসে জল ঠান্ডা করার মাধ্যমে গঠিত একটি মনোক্লিনিক জাত। স্ফটিক জালির ঘনত্ব, 3,500 atm চাপ বিবেচনা করে, হল 1.24 g/cm³।
বরফের স্ফটিক জালির স্থানিক চিত্র ভিটাইপ দেখানো হয়েছে চিত্র 18. স্ফটিকের একক কক্ষের অঞ্চলটি একটি ধূসর রূপরেখা দিয়ে হাইলাইট করা হয়েছে।

বরফের গঠনে প্রোটনের বিন্যাস ভিএটিকে বরফ নামে আরেকটি বৈচিত্র্য তৈরি করে XIII. এই মনোক্লিনিক পরিবর্তনটি 5,000 atm এর চাপ তৈরি করে ফেজ ট্রানজিশনের সুবিধার্থে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড (HCl) যোগ করে মাইনাস 143°C এর নিচে জল ঠান্ডা করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। থেকে বিপরীত রূপান্তর XIIIটাইপ k ভিমাইনাস 193 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে মাইনাস 153 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা পরিসরে প্রকার সম্ভব।
বরফের একক কোষের মাত্রা XIIIথেকে সামান্য ভিন্ন ভিপরিবর্তন: a= 9.24, b= 7.47, c= 10.30 Å; α=β = 90°, γ= 109.7° (1 atm, মাইনাস 193°С)। কোষে অণুর সংখ্যা একই - 28। হাইড্রোজেন বন্ধনের কোণ: 82–135°।

আমাদের নিবন্ধের পরবর্তী অংশে আমরা জলের বরফের পরিবর্তনের আমাদের পর্যালোচনা চালিয়ে যাব।

আমাদের ব্লগের পাতায় দেখা হবে!

আপনি অন্যান্য নিবন্ধগুলিও পড়তে পারেন:

ক্রিসমাস ট্রি আকারে বরফ রচনা

এপিফ্যানি স্নানের জন্য বরফ সজ্জা

নববর্ষের বরফের রচনা

আইস জয়স্টিক SonyPlaystation

বরফের উপর মানুষের সাথে কাজ করা

চিভাস রিগাল আইস বার

ভোজ জন্য বরফ প্রসাধন

ম্যানচেস্টারে বরফের প্রাচীর

বরফ আসবাবপত্র Hongtao Zhou

বরফের খাবার

মিনেসোটায় আইস ক্যাসেল

মাইক্রোসফট আইস হাউস

হিমায়িত বুদবুদ

ভ্যাল উপত্যকায় আইসফাং

পোলার বিয়ার বরফের উপর স্কেট করছে

কুকুরছানা এবং আইস কিউব

ক্রাসনোগর্স্কের বরফের শহর

বরফের ভাস্কর্য - দেবদূত

পাতলা বরফের উপর ফিগার স্কেটিং

বরফের ছায়া

বরফের প্লেট

বরফে ধরা সীগাল

বরফের উপর ফ্যাশনেবল জিনিস

মহাকাশের বরফ। পর্ব দুই: ধূমকেতু।