Клатратная структура кластеров вод

Однако указывается, что температурные зависимости AG, даваемые клатратной моделью и капиллярным приближением, сильно различаются. С повышением температуры величина AG по классической теории уменьшается, тогда как согласно клатратной модели она растет. Аналогичное увеличение AG с ростом температуры получают при изучении кластеров аргона [173, 174, 269]. В работе [283] из статистической суммы в приближении гармонического осциллятора—жесткого ротатора вычислялась работа образования кластеров льда со структурой /я, составленной из колец, содержащих по шесть молекул воды. Скорость образования зародышей льда и воды рассчитывали по формуле (42) при обычных допущениях 1282, 283]. [c.93]

Несмотря на привлекательность клатратной модели при объяснении аномалий масс-спектров водяных паров, к ней следует относиться с осторожностью, ибо, как уже указывалось, тщательное изучение структуры водяных кластеров методом молекулярной динамики не обнаружило клатратного строения вплоть до (Н20).о [167, 284]. Чтобы прояснить экспериментальную ситуацию, в ра- [c.108]

Клатратная структура кластеров воды 93, 94, 107, 108 Кнудсена число 13 [c.362]

Не утвернхдается, однако, что клатраты реально существуют в пересыщенном паре воды. Более того, при последовательном присоединении молекул клатратные структуры не переходят непрерывно одна в другую, а следовательно, они не годятся для полного статистического описания пересыщенного пара. Другое ограничение состоит в том, что идеально упорядоченные клатратные структуры не могут беспредельно увеличивать свои размеры уже у клат-ратов, содержащих свыше 80 молекул, трудно поддерживать замкнутые ячейки без большого нарушения углов и длин связей. Несмотря на указанные недостатки, клатратная модель представляет интерес, ибо истинная структура кластеров водяного пара неизвестна. [c.93]

В камере Вильсона, равной 3°С [283]. Там же нанесена эксперимен-тальная точка 5 из неопубликованной работы Андерсона и др. (цит. по [283]). Близкое согласие с экспериментом дают классическая теория нуклеации и клатратная модель, а кривые для сферических аморфных кластеров льда и для кластеров льда со структурой 7/, оказываются значительно ниже. На этом основании сделаны следующие выводы 1) прямая гомогенная нуклеация кластеров льда из пара воды маловероятна в широкой области температур (Г 210 К) и пересыщений (s 20) 2) малые твердотельные кластеры воды имеют скорее близкую к сферической клатратную конфигурацию, нежели структуру массивного льда. С другой стороны, Брайэнт и Бартон [284, 167], изучая кластеры воды (Н20) (и = 5,. . ., 30) методом молекулярной динамики, не нашли клатратных структур, хотя вычисленные относительно центральной молекулы функции радиального распределения выявили определенные структурные особенности. Б малых кластерах четко вырисовывался пик, соот-ветствуюш ий взаимодействию ближайших соседей по кислороду (первая координационная оболочка). У кластеров же, содержаш их свыше 10 молекул, кроме первого пика, появлялся и усиливался второй пик, обусловленный взаимодействием более далеких соседей (вторая координационная оболочка). [c.94]

Однако при других условиях в случае аргона и при других газах-носителях (гелий, воздух) эта аномалия не наблюдалась. По мнению Сирси и Фенна, повышенная стабильность кластеров, содержащих 21 молекулу воды, обусловлена их клатратной структурой 20 молекул составляют пентагональный додекаэдр, имеющий по одному атому кислорода у каждой вершины и одну как бы захваченную в ловушку молекулу воды, располагающуюся в центре. [c.107]

Пытаясь объяснить механизм такой быстрой перестройки к,мастеров, Холлзнд и Кастлмэн [334] предложили свою модель образования и стабилизации ионов Н (Н20) , основанную на быстром квантовомеханическом барьерном туннелировании вдоль сети водородных связей избыточного протона, возникающего на поверхности кластера при его ионизации. Как показали вычисления, движение протона приводит к появлению направленных связей, способствующих реорганизации водяного кластера в стабильную клатратную структуру с одной или несколькими нейтральными молекулами внутри ловушки. [c.107]

Кастлмэн и др. [3201 обнаружили в масс-спектре свободно расширяющейся струи смеси водяного пара с газом-носителем (Аг, Не, GOj) ионы (HjO),,, имеющие аномальную концентрацию при п = 2, 26, 28, 30, и объяснили эти аномалии клатратным строением кластеров. По их мнению, клатраты получались после ионизации в квадрупольном масс-спектрометре первичных агрегаций, образующихся в струе. О клатратной структуре иона (H20)ai с нейтральной молекулой в ловушке уже говорилось. Ион Н (Н20)гв рассматривали как слегка деформированную клатратную структуру, составленную из двадцати четырех молекул воды (в виде плоских [c.108]

Согласно Кастлмэну и др. [320], клатратные структуры образуются при ионизации кластеров, возникающих и растущих в свободно расширяющейся струе водяного пара путем тройных соударений. Рост кластеров прекращается, если они становятся вибрацион-но горячими благодаря выделению энергии при последовательном присоединении молекул. Избыточная энергия может также приобретаться при спонтанной структурной перестройке кластера с образованием дополнительных водородных связей. Это может привести к вибрационному нагреванию кластера и его мономолекуляр-ному распаду, если в течение характеристического времени распада не произойдет достаточного числа охлаждающих столкновений. Следовательно, после реорганизации структуры возможно прекращение дальнейшего роста кластеров. [c.108]

Дрейфусс и Вахман, ссылаясь на обнаруженную Ворснопом (неопубликованная работа) нерегулярность масс-спектра кластеров Аг при п = 20, высказали соображение, что клатратная структура — не единственная причина повышенной стабильности кластеров воды, имеющих 21 молекулу, и что необходимо принимать во внимание более общие структурные особенности, приложимые к кластерам других веществ без водородных связей. Происхождение промежуточных пиков, в отличие от Лина, они связывали не с примесями паров масла из диффузионного насоса, а с дважды ионизированными кластерами воды. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...