На рисунке - гексагональная кристаллическая структура льда
Вы заметили, что все снежинки шестиконечные? Оказывается, что из всего многообразия структур в природе базовой является именно шестигранная (гексагональная) форма. Основная молекула воды Н2О имеет пространственную форму правильного тетраэдра, у которого 4 грани, 4 вершины, в каждой из которых сходятся 3 ребра. Шесть молекул воды за счёт водородных связей объединяются в правильный шестиугольник с внутренними углами 120 град. Такая структура характерна для снега, талой воды и льда. Таким свойством ассоциации в природе обладает только вода, что делает её универсальным растворителем. Поэтому она всегда замораживается в виде плоского правильного шестиугольника, «дендрита», иначе называемого снежинкой.
В обычных природных условиях всегда будет получаться один-единственный лёд c гексагональной кристаллической структурой, подобной шестигранным пчелиным сотам. По тем же физическим законам происходит образование инея, изморози и, напоминающих кружева, зимних узоров на стёклах. Самое необычное свойство льда – удивительное многообразие внешних проявлений формы. При одной и той же кристаллической структуре он может принимать форму снежинок, хлопьев пушистого снега, прозрачных градин, сосулек, плотной корки блестящего льда и гигантских айсбергов.
Кристаллическая структура льда похожа на структуру алмаза: каждая молекула воды в ней окружена четырьмя ближайшими к ней соседями. В других условиях, например, в Космосе, лёд кристаллизуется иначе.
Специфика водородных связей и межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется в талой воде, водяном паре, и даже при нагревании вплоть до температуры кипения, так как при плавлении кристаллов льда разрушается только 15% всех водородных связей. Поэтому структура воды частично повторяет структуру льда.
Высоко в атмосфере Земли при низкой температуре вода кристаллизуется в тетраэдры, которые слипаются вместе. Центром этой изящной ледяной геометрической фигуры всегда бывает пылинка, которую ветер вместе с тучей твёрдых веществ поднимает в верхние слои. Вокруг этой пылинки в шести симметричных направлениях нарастают иголочки, образованные отдельными молекулами воды. На них, в свою очередь, вырастают боковые отростки. Температура и влажность воздуха вокруг снежинки одинакова, поэтому изначально она идеальна и симметрична по всей своей форме. По мере формирования снежинки постепенно опускаются в более низкие слои атмосферы, где температура выше. Здесь их идеальная геометрическая форма деформируется или снежинка тает.
У каждой снежинки свой путь до земли, своя история, а поэтому своя форма и свой узор.
Необходимо отметить, что растущий кристалл льда всегда стремится создать идеальную в геометрическом отношении кристаллическую решётку и вытесняет посторонние вещества и примеси. Поэтому кристаллы льда всегда чище и прозрачнее воды, из которой они образовались. В планетарном масштабе этот замечательный феномен замерзания и таяния воды играет роль общепланетарного очистительного процесса. Вода на планете всегда очищает сама себя и пространство вокруг себя.
Велико значение льда в поддержании жизни на нашей планете. Так как лёд легче воды, то в зимнее время он образует плотный защитный слой на поверхности водоемов, который препятствует дальнейшему замерзанию всей массы воды и способствует сохранению водных обитателей.
Кроме этого, лёд обладает многими другими полезными для жизни свойствами. Но самое удивительное в структуре льда заключается в том, что молекулы воды при низких температурах и высоких давлениях внутри углеродных нанотрубок могут кристаллизоваться в форме двойной спирали, напоминающей молекулы ДНК. Это было доказано недавними опытами американских учёных под руководством Сяо Чэн Цзэна в Университете штата Небраска (США). Они поместили в нанотрубки воду под высоким давлением (от 10 до 40000 атм.) и задали ей температуру -25 градусов по Цельсию. В результате этого молекулы воды за счет водородных связей объединились между собой в трубчатые структуры из шестигранных "трубок", соединенных между собой, как пчелиные соты. При заданных параметрах водородные связи в структуре льда искривились, образовав спирали с двойной стенкой. Внутренняя стенка оказалась скрученной вчетверо спиралью, а внешняя стенка состояла из четырёх двойных спиралей, похожих на молекулу ДНК. Данный факт подтверждает связь структуры жизненно важной молекулы ДНК со структурой самой воды.
Одно из важнейших свойств воды, открытых в последнее время, заключается в том, что вода обладает свойствами запоминать информацию о прошлых воздействиях. Это хорошо доказал японский исследователь Масару Эмото, а наш соотечественник Станислав Зенин первым в мире предложил кластерную теорию строения воды. Эти исследования произвели настоящую сенсацию в научном мире. Учёные отдельно друг от друга фотографировали процессы замораживания воды, действуя на неё различными электромагнитными и акустическими полями, мелодиями, словами, мыслями или просто надписями. Оказалось, что под действием положительной информации в виде красивых мелодий и слов лёд замораживался в симметричные шестигранные кристаллы. Там, где звучала неритмичная музыка, злые и оскорбительные слова, вода, наоборот, замерзала в хаотичные и бесформенные структуры.
Современная наука доказала, что особенные физические свойства воды создают благоприятные возможности для образования структур-ассоциатов – кластеров общей формулы (Н2О)n, способных воспринимать, хранить и передавать информацию. На этом свойстве воды основана гомеопатия, переживающая в нашей стране свой новый этап развития.
Элементарные кластеры воды, имеющие форму тетраэдров, при взаимодействии друг с другом образуют более сложные Платоновы тела: гексаэдр, октаэдр, икосаэдр и додекаэдр, форма которых определяется золотой пропорцией (илл. 16). Открытия российских учёных С.В. Зенина, К.М. Резникова и О.В. Мосина подтверждены с помощью современных методов и наглядно доказали, что природе характерна симметрия в виде точных геометрических форм и пропорций.
Литература:
1. Статья Российского исследователя воды, учёного биохимика, кандидата химических наук Мосина О.В. «Лёд таинственный и необыкновенный» (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9194.html).
2. Мосин О. В., Игнатов И., "Структура воды и физическая реальность", Сознание и физическая реальность, 2011, Т. 16, № 9, с. 16-31.