Wada Bjerruma
Defekt Bjerruma jest defektem krystalograficznym charakterystycznym dla lodu i częściowo odpowiedzialnym za właściwości elektryczne lodu. Po raz pierwszy został zaproponowany przez Nielsa Bjerruma w 1952 roku w celu wyjaśnienia polaryzacji elektrycznej lodu w polu elektrycznym. Wiązanie wodorowe zwykle ma jeden proton , ale wiązanie wodorowe z defektem Bjerrum będzie miało albo dwa protony (defekt D, od „doppel” w języku niemieckim, co oznacza „podwójny”) lub żadnego protonu (defekt L, od „leer” w języku niemieckim , co oznacza „pusty”). Defekty D są bardziej korzystne energetycznie niż defekty L. Niekorzystne naprężenie defektu zostaje rozwiązane, gdy cząsteczka wody obraca się wokół atomu tlenu, tworząc wiązania wodorowe z pojedynczymi protonami. Dyslokacje lodu Ih wzdłuż płaszczyzny poślizgu tworzą pary defektów Bjerrum, jeden defekt D i jeden defekt L.
Cząsteczki niepolarne, takie jak metan, mogą tworzyć z wodą hydraty klatratów , zwłaszcza pod wysokim ciśnieniem. Chociaż nie ma wiązań wodorowych cząsteczek wody, gdy metan jest gościnną cząsteczką klatratu, wiązanie wodorowe gość-gospodarz często tworzy się z cząsteczkami gościa w klatratach wielu większych cząsteczek organicznych, takich jak pinakolon i tetrahydrofuran . W takich przypadkach wiązania wodorowe gość-gospodarz powodują powstanie defektu Bjerrum typu L w sieci klatratowej. Atomy tlenu (w alkoholowych lub karbonylowych grupach funkcyjnych) i atomy azotu (w aminowych grupach funkcyjnych) w cząsteczkach gości prowadzą do przejściowych wiązań wodorowych i nieprawidłowej orientacji cząsteczek wody w sieci hydratu.
Zobacz też