Читать онлайн «Структура и свойства воды»

Д. Эйзенберг, В. Кащман СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ВОДЫ Перевод с английского А. К- ШЕМЕЛИНА Под редакцией чл. -кор. АН СССР В. В. БОГОРОДСКОГО ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ • ЛЕНИНГРАД • 1975 УДК 556. 013 Книга является сводкой современных представлений о структуре воды с критическим и объективным анализом существующих теорий и предложений моделей строения воды во всех трех ее агрегатных состояниях. Авторы используют имеющиеся в их распоряжении экспериментальные данные по спектроскопии, электрическим, оптическим и другим свойствам воды и ее термодинамическим характеристикам. Широко привлекается математический аппарат. Рассчитана на гидрологов, гидрофизиков, метеорологов, химиков. Д. Эйзенберг, В. Кауцман СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ВОДЫ Редактор И. С. Якорь. Художник Ю. И. Васильев Техн. редактор Г. В. Ивкова. Корректор Г. С. Макарова Сдано в набор 19/1V 1975 г. Подписано к печати 5/IX 1975 г. Формат бОХЭО'/ш, бум. тип. № I. Печ. л. 17. 5. Уч. -нэд. л. 18. 91. Тираж 3300 экз. Индекс ГЛ-93. Заказ № 233. Цена 2 руб. Гидрометеоиздат, 199053. Ленинград, 2-я линия, д. 23 Ленинградская типография № 8 Союзполнграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 190000, Ленинград. Прачечный пер. , 6 Э 43-75 © Перевод на русский язык. Гидрометеоиздат, 1975 г. 069(02)-75 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие . 3 Уеловн ые обозн ачен ия . 5 1. МОЛЕКУЛА ВОДЫ 1. 1. Молекула воды (описание, основанное на экспериментальных данных) 7 1. 1. 1. Строение — 1. 1. 2. Энергетика образования молекулы воды 8 1. 1. 3. Молекулярные параметры 10 1. 1. 4. Молекулярные колебания 12 1. 1. 5. Электрические свойства 17 1. 1. 6. Сравнение молекулярных энергий 22 1. 2. Молекула воды (описание, основанное на теории) 25 1. 2. 1. Электростатические модели — 1. 2. 2. Теория молекулярных орбитален 27 1. 2. 3. Распределение электронной плотности 31 1. 2. 4. Точные волновые функции и расчет физических свойств 36 1. 2. 5. Распределение заряда; выводы , 39 % РЕАЛЬНЫЙ ПАР 2. 1. Силы, действующие между молекулами воды 41 2. 1. 1. Происхождение этих сил и их описание — 2. 1. 2. Вириальиые коэффициенты 54 2. 1. 3. Силы, действующие между молекулами воды: выводы . . 61 2. 2. Термодинамические свойства , 62 2. 2. 1. Соотношения давление—объем—температура 63 2. 2. 2. Тепловая энергия 68 3. ЛЕД 3. 1. Структура льда I 74 3. 1. 1. Положения атомов кислорода — 3. 1. 2. Положения атомов водорода 77 3. 1. 3. Амплитуды тепловых колебаний 80 3. 1. 4. Структура льда I: выводы — 3. 2. Структура полиморфных льдов 82 3. 2. 1. Льды II, III и V — 3. 2. 2 Льды VI, VII и VIII 90 3. 2. 3. Стеклообразный лед и лед 1с 92 3. 2. 4. Структурные характеристики полиморфных льдов: выводы 94 3. 3. Термодинамические свойства 95 3-3. 1. Фазовые соотношения — 3. 3. 2. Тепловая энергия 100 3. 3. 3. Данные Р— V—T льда I 105 3. 4. Электрические свойства и самодиффузия 107 3. 4. 1. Диэлектрическая постоянная и дипольный момент — 3. 4. 2. Диэлектрическая поляризация и релаксация ... ... 113 3. 4. 3. Электропроводность 120 3. 4. 4. Самодиффузия 122 3. 5. Спектроскопические свойства 123 3. 5. 1.