Оптические и термодинамические свойства

Зависимость термодинамических свойств воды от температуры — кривые зависимости некоторых физических свойств воды от давления и температуры.

Частота и интенсивность колебаний связи ОН в жидкой воде, в спектрах комбинационного рассеяния и инфракрасных спектрах поглощения указывают на существование протяженных водородных связей и несвязанных водородом ОН-групп. Точная интерпретация ИК-спектров воды затруднительна.

Основная межмолекулярная полоса спектров комбинационного рассеяния лежит в интервале частот Av = 152-225 см.. Полоса в инфракрасных спектрах при 160-175 слГ1 также обусловлена межмолекулярными колебаниями. Другие полосы спектров комбинационного рассеяния при 60, 500 и 700 слГ1 принадлежат внутримолекулярным вращательно-колебательным движениям вокруг оси, лежащей в плоскости ядер водорода и кислорода и биссектрисы угла НОН. Изменение интенсивности спектров комбинационного рассеяния и ИК-поглощения с температурой свидетельствует о том, что свободное вращение становится особенно значительным вблизи 40° С.

Анализ инфракрасных спектров поглощения позволяет получить сведения о термодинамических свойствах жидкой воды.

Для подсчета необходим выбор структурной модели. Для модели льда-тридимита подсчет энергии для базисной плоскости (0001), содержащей группы из 324 и 96 молекул, можно произвести при следующих предположениях:

А) ван-дер-ваальсовое взаимодействие поверхностных молекул -3,6/2 ккал/моль, т. е. взаимодействием с парообразной фазой можно пренебречь;

Б) большинство молекул на поверхности имеет 4Н-соседей и взаимодействие таких молекул — 11,64 ккал/моль.