Группа льда (минералогия)

Лёд (группа льда)
Лёд (группа льда)
	; Кристаллы льда (снег, иней и пр.)
Формула	H2O
Примесь	Газообразные и твёрдые механические примеси
Статус IMA	унаследованный минерал[вд]
Физические свойства
Цвет	Бесцветный, голубоватый, белый
Цвет черты	Белый
Блеск	Стеклянный
Прозрачность	Прозрачный
Твёрдость	1,5
Спайность	Не обладает
Излом	Раковистый
Плотность	0.9167 г/см³
Кристаллографические свойства
Сингония	Гексагональная
Оптические свойства
Показатель преломления	nω 1.309, nε 1.311

Водяной лёд (от др.-греч. λίθος – камень^[2]) — один из самых распространённых минералов на Земле. В минералогии Группа льда входит в класс Простых и сложных окислов, но выделяется по своим уникальным свойствам^[3].

Кристаллическая структура и свойства

Лед обладает молекулярной кристаллической структурой, в локальном отношении близкой к структуре алмаза (каждая молекула Н₂О имеет координационное число 4). По общему расположению молекул структура льда аналогична структуре вюртцита, но неупорядочена по атомам водорода.

Морфология

Обычно кристаллы снега (Снежинка или иней) имеют сложную 6-лучевую звёздную фигуру роста различной формы с гексагональной симметрией (Гексагональная сингония).

В морозные дни выпадают Ледяные иглы. Широко известны дендриты и узорчатые образования льда. В ледяных пещерах кристаллы льда встречаются в виде правильных шестиугольных пластинок, таблитчатых индивидов и сложных по форме сростков. Известны уникальные по величине и хорошему огранению кристаллы льда (до 40 см в длину и до 15 см в поперечнике), встреченные на северо-востоке Азии в горных выработках в условиях вечной мерзлоты.

Сингония

гексагональная; дигексагонально-пирамидальный (L⁶6P), (P6₃mc(С⁴_6v).а₀ = 7,82; с₀ = 7,36^[4]..

По международной классификации^[5]:

Класс: гексагональная сингония 6/mmm (6/m 2/m 2/m) — дигексагональная дипирамидальная
Пространственная группа: P6₃/mmc
Параметры ячеек: a = 0,4498 нм, c = 0,7338 нм. Отношение a: c = 1:1,631, V = 128,57 Å³, Z = 4.

Оптические свойства

Тип: Униаксиальный
Значения RI: n_ω = 1,309, n_ε = 1,311
Максимальное двойное лучепреломление: δ = 0,001

Вода и лёд в минералогии

Статические идеи системы природы К. Линнея отводили малое значение изучению воды в минералогии. Воду рассматривали, как объект исследования географии^[6].

Вода имеет исключительное значение не только в химии, физике (см. лёд) но и в минералогии. В генезисе многих минералов принимает участие вода. Она часто играет определяющую роль и позволяет объяснить происхождение большинства минералов. Это подтверждает, что природные воды сами принадлежат к числу минералов.^{[источник не указан 2714 дней]}

В 1931 году В. И. Вернадский обратил особое внимание на изучение воды как минерала. Он выделил соединения кислорода с водородом в^[7]:

Группа природной воды.
Перекись водорода.

Вода как геологическое явление существует на Земле несколько миллиардов лет и имеет более 1000 разновидностей (В. И. Вернадский описал около 540 из них)^[8].

Разновидности льда

В зависимости от условий (температура, давление, удельный объём) лёд может быть в нескольких модификациях^[9]:

Лёд I — обычный водяной лёд, встречаемый на планете Земля.
Лёд II — лёд сохраняется при обычном давлении, при температуре ниже −170° С.
Лёд III — лёд сохраняется при обычном давлении, при температуре ниже −170° С.
Лёд IV — нестабильная фаза
Лёд V — лёд сохраняется при обычном давлении, при температуре ниже −170° С.
Лёд VI — стабильная фаза замёрзшей тяжёлой воды.
Лёд VII — лёд образуемый при очень высоких давлениях (> 20 ГПа).
Лёд VIII — упорядоченная форма льда-VII.
Лёд IX — нестабильная фаза переохлаждённого льда-III.
и другие

Аморфный лёд возникает при конденсации паров воды на поверхности охлаждённой до −160° С, существует при температурах ниже −130° С.

Лёд в космосе

Лёд распространён во вселенной, огромные массы льда находятся на различных планетах.

Водяной лед в межзвёздном пространстве может принимать различные кристаллические и аморфные формы в зависимости от температуры и давления. Кристаллизация первоначально аморфного льда происходит при температурах около 90 К (или −183°С). Это изменение фазы необратимо. Межзвездный лёд, при температурах ниже 90 К, находится в основном в плотной аморфной фазе^[10].

См. также

Примечания

↑ International Mineralogical Association - Commission on new minerals, nomenclature and classification The IMA List of Minerals (May 2017) — 2017.
↑ Фасмер М. Лёд // Этимологический словарь русского языка. Т. 2. М.: Астрель. АСТ, 2009. С. 474.
↑ Бетехтин А.Г. Простые и сложные оксиды // Курс минералогии. М.: КД Университет, 2014. С. 297-368
↑ Бетехтин А. Г. Группа льда // Курс минералогии. М.: КД Университет, 2014. С. 298—301
↑ Hellmann G. Schneekrystalle (недоступная ссылка). Berlin: Verlag von Rudolf Mückenberger, 1893. 66 p.
↑ Вернадский В. И. Природная вода в минералогии // История природных вод. Собрание сочинений. Т. 5. М.: Наука, 2013. С. 26—28.
↑ В. И. Вернадский. История минералов: Водородистые минералы // Собрание сочинений. Т. 5. М.: Наука, 2013. С. 15—18.
↑ Вернадский В. И. Заключение // История природных вод. Собрание сочинений. Т. 5. М.: Наука, 2013. С. 515—516.
↑ Котляков В. М. Обыкновенный минерал с необыкновенными свойствами // Мир снега и льда. Москва: Наука, 1994. С. 7-15.
↑ Jenniskens P., Blake D. Science. 1994. 265, 5173, P. 753. цит. по E. F. van Dishoeck, E. A. Bergin, D. C. Lis, J. I. Lunine Water: from clouds to planets Архивная копия от 6 октября 2016 на Wayback Machine. 2014.