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【化万】最低密度冰:水的第十八种晶形

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还记得水有多少别名吗


来自Android客户端1楼2016-02-17 14:12回复
    科学家计算出一种新型冰的分子形式,它或许是人类所知的最低密度的冰。这种冰并不天然存在于地球,如果它能够被合成出来,那么将成为水的第18种已知晶形。不过,它只会被命名为“冰XVII”(冰十七)。除了实验化学界,谁还能想到冰有这么多种形式呢?
    内布拉斯加林肯大学的化学家Xiao Cheng Zeng表示,他们进行了大量计算,试图探究这是否不仅是一种低密度的冰、而且是最低密度的冰。许多人对预测冰的新形式非常感兴趣。为此,研究人员使用计算算法和分子模拟来预测冰的这种新分子形式。如果它能够被人工合成出来,那么其密度将比当前的记录持有者轻上25%——目前的最低密度冰由欧洲研究人员于2014年制成。
    科学家通过模拟来确定使水冻成这种新形式需要什么样的极端压力和温度范围。它的结构是一种笼形物,即分子环环相扣形成笼子般的结构。人们曾经认为,只有当“客分子”处于内部时,这种笼形结构才能维持结构完整性;但如今,科学家计算出,即便客分子不处于内部、而处于边缘地带,笼子同样能够维持稳定。
    当然了,“冰十七”的合成仍旧不易。根据研究人员的计算,只有处于向外扩张的极高压强下时,水分子才能形成这种结构——具体压强数值取决于温度。在-23.3摄氏度时,压强需要超过太平洋最深海沟处的压强。温度越低,所需压强越大。当温度达-273.3摄氏度时,其所需压强等同于你在海平面上被困于300架大型喷气式客机下时所感受到的压强。
    接下来,在此等压强下,研究人员需要将客分子抽成真空,以合成此冰。如若成功,这便是美国自二战以来所制造出的第一种冰。
    水和冰永远都很有趣,因为它们和人类、和生命息息相关。低密度的天然冰能够保护底下的水;如果它们的密度再大一些,水就会从底部结冰,那么便没有任何生物可以存活。所以,大自然母亲的组合很完美。


    来自Android客户端2楼2016-02-17 14:12
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      【另:H2O相关】一氧化二氢,是一种无色透明,无臭,无味,常温下呈液态的化学物质。 又名二零醚、氢氧酸、正氧烷、氧乙烯、氢氧化氢、脱碳甲醛、氧化氢、氢化超氧酰、脱羰甲酸、零醇、脱氰零醛肟、二聚氢氧酸酐、氢化脱磺硫酸、氧化脱羧乙酸、羟基氢、氢化脱苄苯甲醇、氢化脱硝硝酸、氢化脱氰氰酸、氢碱酸,结构式H-O-H,在一定情况下可电离为H+和OH-。
      它每年夺去成千上万人的生命,据不完全统计由于吸入一氧化二氢而导致的死亡率已经接近万分之一,在人类的非正常死亡中位列前十。
      气态一氧化二氢有可能导致严重的灼伤,而长时间不带防护用具处于有固体一氧化二氢存在的环境中会引起生物的组织发黑坏死、生理机能失调;
      若生物体中的一氧化二氢含量过多还会引起汗液、尿液过量分泌,恶心,呕吐和具有肿胀感等症状。此外一氧化二氢会打乱身体组织液中的电解质固有的平衡状态。
      一氧化二氢不仅在许多疾病组织比如说恶性肿瘤中发现,而且大量的科学事实已经证明,一氧化二氢是形成疾病的必要条件。对于使用一氧化二氢上瘾的人们来说,目前没有任何手段能够帮助他们摆脱它,戒掉就意味死亡。
      氢氧酸,是酸雨的主要组成部分,能够引发强烈温室效应,促进泥石流和山体滑坡的发育,几乎能够对人类所有材料产生不良影响。对电力设备和机械制动装置有着致命的影响。
      一氧化二氢污染正像瘟疫一样扩散! 今天的世界,几乎所有的小溪,河流,湖泊和水库均可找到一定量的一氧化二氢,甚至在北极冰川中都发现了这种污染物。每年由于一氧化二氢的过量给人类带来的损失超过百亿美元。
      尽管它有极端的危险性,但一氧化二氢却是现代工业的宠儿,各国政府因为“它能对经济发展作出贡献”而在工业中大量使用这种物质。需要大量消耗这种物质的部分行业有:核能发电和火力发电、化工行业、农药生产、泡沫塑料、选矿、造纸、皮革鞣制、农药和化肥的施用(值得注意的是这是一种难于完全清除的物质)。
      实际上,军事部门一直对一氧化二氢的军事用途有着极大的兴趣,军事部门一直在做有关一氧化二氢的的提纯和应用实验,并且为了能在战争中控制和利用它,设计出了耗资数亿元的武器装备,几乎所有的大国以及一些想在军事上有着长足发展的国家目前都在这方面投入了不少人力物力。几乎每个国家的军事部门都有着复杂的系统以获得纯净的一氧化二氢,在美国军队中这种物质的储备已经超过万吨。
      ——来自强行科普客户端


      来自iPhone客户端3楼2016-02-17 14:18
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        楼主知道冰的最低密度是多少摄氏度吗?告诉我有红包


        IP属地:黑龙江4楼2017-12-13 01:08
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          最好是能日常做到的试验,比如干冰,液氮之类的


          IP属地:黑龙江5楼2017-12-13 01:09
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