Η τρισδιάστατη κατάσταση του υγρού νερού είναι δύσκολο να μελετηθεί, αλλά πολλά έχουν μαθευτεί από την ανάλυση της δομής των κρυστάλλων πάγου. Τέσσερα γειτονικά άτομα οξυγόνου που αλληλεπιδρούν με υδρογόνο καταλαμβάνουν τις κορυφές ενός τετραέδρου (τετρά=τέσσερα, εδρόνιο=επίπεδο). Η μέση ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει ένας τέτοιος δεσμός στον πάγο υπολογίζεται σε 23 kJ/mol-1.
Η ικανότητα των μορίων του νερού να σχηματίζουν έναν δεδομένο αριθμό αλυσίδων υδρογόνου, καθώς και μια δεδομένη ισχύς, δημιουργεί ένα ασυνήθιστα υψηλό σημείο τήξης. Όταν λιώνει, συγκρατείται από υγρό νερό, η δομή του οποίου είναι ακανόνιστη. Οι περισσότεροι από τους δεσμούς υδρογόνου είναι παραμορφωμένοι. Χρειάζεται μεγάλη ποσότητα ενέργειας με τη μορφή θερμότητας για να σπάσει το κρυσταλλικό πλέγμα του πάγου που συνδέεται με υδρογόνο.
Χαρακτηριστικά της εμφάνισης του πάγου (Ih)
Πολλοί από τους κατοίκους αναρωτιούνται τι είδους κρυσταλλικό πλέγμα έχει ο πάγος. ΑπαραίτητηΠρέπει να σημειωθεί ότι η πυκνότητα των περισσότερων ουσιών αυξάνεται κατά την κατάψυξη, όταν οι μοριακές κινήσεις επιβραδύνονται και σχηματίζονται πυκνά συσσωρευμένοι κρύσταλλοι. Η πυκνότητα του νερού αυξάνεται επίσης καθώς ψύχεται στο μέγιστο στους 4°C (277K). Στη συνέχεια, όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από αυτήν την τιμή, επεκτείνεται.
Αυτή η αύξηση οφείλεται στον σχηματισμό ενός ανοιχτού, δεσμού υδρογόνου κρυστάλλου πάγου με το πλέγμα και τη χαμηλότερη πυκνότητά του, στον οποίο κάθε μόριο νερού δεσμεύεται άκαμπτα από το παραπάνω στοιχείο και τέσσερις άλλες τιμές, ενώ κινείται αρκετά γρήγορα για να έχουν περισσότερη μάζα. Εφόσον συμβαίνει αυτή η ενέργεια, το υγρό παγώνει από πάνω προς τα κάτω. Αυτό έχει σημαντικά βιολογικά αποτελέσματα, με αποτέλεσμα το στρώμα πάγου στη λίμνη να μονώνει τα ζωντανά όντα μακριά από το υπερβολικό κρύο. Επιπλέον, δύο πρόσθετες ιδιότητες του νερού σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά του υδρογόνου: η ειδική θερμότητα και η εξάτμιση.
Αναλυτική περιγραφή των δομών
Το πρώτο κριτήριο είναι η ποσότητα που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου μιας ουσίας κατά 1°C. Η αύξηση των βαθμών του νερού απαιτεί σχετικά μεγάλη ποσότητα θερμότητας επειδή κάθε μόριο εμπλέκεται σε πολυάριθμους δεσμούς υδρογόνου που πρέπει να σπάσουν για να αυξηθεί η κινητική ενέργεια. Παρεμπιπτόντως, η αφθονία του H2O στα κύτταρα και τους ιστούς όλων των μεγάλων πολυκύτταρων οργανισμών σημαίνει ότι ελαχιστοποιούνται οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μέσα στα κύτταρα. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι κρίσιμο, δεδομένου ότι ο ρυθμός των περισσότερων βιοχημικών αντιδράσεωνευαίσθητο.
Η θερμότητα της εξάτμισης του νερού είναι επίσης σημαντικά υψηλότερη από αυτή πολλών άλλων υγρών. Απαιτείται μεγάλη ποσότητα θερμότητας για να μετατραπεί αυτό το σώμα σε αέριο, επειδή οι δεσμοί υδρογόνου πρέπει να σπάσουν προκειμένου τα μόρια του νερού να εξαρθρωθούν μεταξύ τους και να εισέλθουν στην εν λόγω φάση. Τα μεταβλητά σώματα είναι μόνιμα δίπολα και μπορούν να αλληλεπιδράσουν με άλλες παρόμοιες ενώσεις και με αυτές που ιονίζονται και διαλύονται.
Άλλες ουσίες που αναφέρονται παραπάνω μπορούν να έρθουν σε επαφή μόνο εάν υπάρχει πολικότητα. Είναι αυτή η ένωση που εμπλέκεται στη δομή αυτών των στοιχείων. Επιπλέον, μπορεί να ευθυγραμμιστεί γύρω από αυτά τα σωματίδια που σχηματίζονται από ηλεκτρολύτες, έτσι ώστε τα αρνητικά άτομα οξυγόνου των μορίων του νερού να είναι προσανατολισμένα στα κατιόντα και τα θετικά ιόντα και τα άτομα υδρογόνου να είναι προσανατολισμένα στα ανιόντα.
Στα στερεά, κατά κανόνα, σχηματίζονται μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα και ατομικά. Δηλαδή, εάν το ιώδιο είναι δομημένο με τέτοιο τρόπο ώστε να περιέχει I2, , τότε στο στερεό διοξείδιο του άνθρακα, δηλαδή στον ξηρό πάγο, τα μόρια CO2 είναι που βρίσκεται στους κόμβους κρυσταλλικού πλέγματος . Όταν αλληλεπιδρά με παρόμοιες ουσίες, ο πάγος έχει ένα ιοντικό κρυσταλλικό πλέγμα. Ο γραφίτης, για παράδειγμα, που έχει ατομική δομή που βασίζεται στον άνθρακα, δεν μπορεί να τον αλλάξει, όπως ακριβώς το διαμάντι.
Τι συμβαίνει όταν ένας κρύσταλλος επιτραπέζιου αλατιού διαλύεται στο νερό: πολικά μόρια έλκονται από φορτισμένα στοιχεία στον κρύσταλλο, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό παρόμοιων σωματιδίων νατρίου και χλωρίου στην επιφάνειά του, με αποτέλεσμα αυτά τα σώματααποσπώνται το ένα από το άλλο και αρχίζει να διαλύεται. Από εδώ μπορεί να παρατηρηθεί ότι ο πάγος έχει ένα κρυσταλλικό πλέγμα με ιοντικό δεσμό. Κάθε διαλυμένο Na + έλκει τα αρνητικά άκρα πολλών μορίων νερού, ενώ κάθε διαλυμένο Cl - έλκει τα θετικά άκρα. Το κέλυφος που περιβάλλει κάθε ιόν ονομάζεται σφαίρα διαφυγής και συνήθως περιέχει πολλά στρώματα σωματιδίων διαλύτη.
Πλέγμα κρυστάλλου ξηρού πάγου
Οι μεταβλητές ή ένα ιόν που περιβάλλεται από στοιχεία λέγεται ότι είναι θειικό. Όταν ο διαλύτης είναι νερό, τέτοια σωματίδια ενυδατώνονται. Έτσι, οποιοδήποτε πολικό μόριο τείνει να διαλύεται από τα στοιχεία του υγρού σώματος. Στον ξηρό πάγο, ο τύπος του κρυσταλλικού πλέγματος σχηματίζει ατομικούς δεσμούς σε κατάσταση συσσωμάτωσης, οι οποίοι παραμένουν αμετάβλητοι. Ένα άλλο πράγμα είναι ο κρυσταλλικός πάγος (παγωμένο νερό). Οι ιοντικές οργανικές ενώσεις όπως η καρβοξυλάση και οι πρωτονιωμένες αμίνες πρέπει να είναι διαλυτές σε ομάδες υδροξυλίου και καρβονυλίου. Τα σωματίδια που περιέχονται σε τέτοιες δομές κινούνται μεταξύ των μορίων και τα πολικά τους συστήματα σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με αυτό το σώμα.
Φυσικά, ο αριθμός των τελευταίων υποδεικνυόμενων ομάδων σε ένα μόριο επηρεάζει τη διαλυτότητά του, η οποία εξαρτάται επίσης από την αντίδραση διαφόρων δομών του στοιχείου: για παράδειγμα, οι αλκοόλες ενός, δύο και τριών άνθρακα είναι αναμίξιμες με νερό, αλλά οι μεγαλύτεροι υδρογονάνθρακες με απλές ενώσεις υδροξυλίου είναι πολύ λιγότερο αραιοί στα υγρά.
Το εξαγωνικό Ih είναι παρόμοιο σε σχήμα μεατομικό κρυσταλλικό πλέγμα. Για πάγο και όλο το φυσικό χιόνι στη Γη, μοιάζει ακριβώς έτσι. Αυτό αποδεικνύεται από τη συμμετρία του κρυσταλλικού πλέγματος του πάγου, που αναπτύσσεται από υδρατμούς (δηλαδή, νιφάδες χιονιού). Είναι στη διαστημική ομάδα P 63/mm από 194? D 6h, Laue class 6/mm; παρόμοιο με το β-, το οποίο έχει πολλαπλάσιο του 6 ελικοειδή άξονα (περιστροφή γύρω και μετατόπιση κατά μήκος του). Έχει μια αρκετά ανοιχτή δομή χαμηλής πυκνότητας όπου η απόδοση είναι χαμηλή (~1/3) σε σύγκριση με τις απλές κυβικές (~1/2) ή κεντρικές κυβικές δομές (~3/4).
Σε σύγκριση με τον συνηθισμένο πάγο, το κρυσταλλικό πλέγμα του ξηρού πάγου, που δεσμεύεται από μόρια CO2, είναι στατικό και αλλάζει μόνο όταν τα άτομα αποσυντίθενται.
Περιγραφή των σχαρών και των στοιχείων τους
Οι κρύσταλλοι μπορούν να θεωρηθούν ως κρυσταλλικά μοντέλα, που αποτελούνται από φύλλα τοποθετημένα το ένα πάνω από το άλλο. Ο δεσμός υδρογόνου είναι διατεταγμένος, ενώ στην πραγματικότητα είναι τυχαίος, αφού τα πρωτόνια μπορούν να κινούνται μεταξύ μορίων νερού (πάγου) σε θερμοκρασίες πάνω από περίπου 5 Κ. Πράγματι, είναι πιθανό τα πρωτόνια να συμπεριφέρονται σαν ένα κβαντικό ρευστό σε μια συνεχή ροή σήραγγας. Αυτό ενισχύεται από τη σκέδαση των νετρονίων, δείχνοντας την πυκνότητα σκέδασής τους στη μέση μεταξύ των ατόμων οξυγόνου, υποδεικνύοντας εντοπισμό και συντονισμένη κίνηση. Εδώ υπάρχει μια ομοιότητα του πάγου με ένα ατομικό, μοριακό κρυσταλλικό πλέγμα.
Τα μόρια έχουν μια κλιμακωτή διάταξη της αλυσίδας του υδρογόνουσε σχέση με τους τρεις γείτονές του στο αεροπλάνο. Το τέταρτο στοιχείο έχει μια διάταξη δεσμού υδρογόνου με έκλειψη. Υπάρχει μια μικρή απόκλιση από την τέλεια εξαγωνική συμμετρία, καθώς το κελί μονάδας είναι 0,3% μικρότερο προς την κατεύθυνση αυτής της αλυσίδας. Όλα τα μόρια βιώνουν τα ίδια μοριακά περιβάλλοντα. Υπάρχει αρκετός χώρος μέσα σε κάθε «κουτί» για να χωρέσει σωματίδια διάμεσου νερού. Αν και δεν λαμβάνονται γενικά υπόψη, έχουν πρόσφατα ανιχνευθεί αποτελεσματικά με περίθλαση νετρονίων του κονιοποιημένου κρυσταλλικού πλέγματος του πάγου.
Αλλαγή ουσιών
Το εξαγωνικό σώμα έχει τριπλά σημεία με υγρό και αέριο νερό 0,01 ° C, 612 Pa, στερεά στοιχεία - τρία -21,985 ° C, 209,9 MPa, έντεκα και δύο -199,8 ° C, 70 MPa, καθώς και - 34,7 ° C, 212,9 MPa. Η διηλεκτρική σταθερά του εξαγωνικού πάγου είναι 97,5.
Η καμπύλη τήξης αυτού του στοιχείου δίνεται από MPa. Οι εξισώσεις κατάστασης είναι διαθέσιμες, εκτός από αυτές, μερικές απλές ανισότητες που σχετίζονται με την αλλαγή των φυσικών ιδιοτήτων με τη θερμοκρασία του εξαγωνικού πάγου και των υδατικών αιωρημάτων του. Η σκληρότητα κυμαίνεται με τους βαθμούς να αυξάνονται από ή κάτω από το γύψο (≦2) στους 0°C έως τον άστριο (6 Mohs) στους -80°C, μια ασυνήθιστα μεγάλη αλλαγή στην απόλυτη σκληρότητα (> 24 φορές).
Το εξαγωνικό κρυσταλλικό πλέγμα πάγου σχηματίζει εξαγωνικές πλάκες και στήλες, όπου η άνω και η κάτω όψη είναι τα βασικά επίπεδα {0 0 0 1} με ενθαλπία 5,57 μJ cm -2, και άλλα ισοδύναμα πλευρικά μέρη ονομάζονται μέρη του πρίσματος {1 0 -1 0} με 5, 94µJ cm -2. Δευτερεύουσες επιφάνειες {1 1 -2 0} με 6,90 ΜJ ˣ cm -2 μπορούν να διαμορφωθούν κατά μήκος των επιπέδων που σχηματίζονται από τις πλευρές των κατασκευών.
Μια τέτοια δομή δείχνει μια ανώμαλη μείωση της θερμικής αγωγιμότητας με την αύξηση της πίεσης (καθώς και κυβικό και άμορφο πάγο χαμηλής πυκνότητας), αλλά διαφέρει από τους περισσότερους κρυστάλλους. Αυτό οφείλεται σε μια αλλαγή στον δεσμό υδρογόνου, ο οποίος μειώνει την εγκάρσια ταχύτητα του ήχου στο κρυσταλλικό πλέγμα του πάγου και του νερού.
Υπάρχουν μέθοδοι που περιγράφουν τον τρόπο προετοιμασίας μεγάλων δειγμάτων κρυστάλλου και οποιασδήποτε επιθυμητής επιφάνειας πάγου. Υποτίθεται ότι ο δεσμός υδρογόνου στην επιφάνεια του υπό μελέτη εξαγωνικού σώματος θα είναι πιο διατεταγμένος από ό,τι στο εσωτερικό του συστήματος χύδην. Η μεταβλητή φασματοσκοπία με δημιουργία συχνότητας πλέγματος φάσης έδειξε ότι υπάρχει δομική ασυμμετρία μεταξύ των δύο ανώτερων στρωμάτων (L1 και L2) στην υποεπιφανειακή αλυσίδα HO της βασικής επιφάνειας του εξαγωνικού πάγου. Οι υιοθετημένοι δεσμοί υδρογόνου στα ανώτερα στρώματα των εξαγώνων (L1 O ··· HO L2) είναι ισχυρότεροι από εκείνους που είναι αποδεκτοί στο δεύτερο στρώμα στην ανώτερη συσσώρευση (L1 OH ··· O L2). Διαδραστικές εξαγωνικές κατασκευές πάγου.
Δυνατότητες ανάπτυξης
Ο ελάχιστος αριθμός μορίων νερού που απαιτούνται για να σχηματιστεί πάγος είναι περίπου 275 ± 25, όπως για ένα πλήρες εικοσαεδρικό σύμπλεγμα 280. Ο σχηματισμός συμβαίνει με ρυθμό 10 10 στο διεπαφή αέρα-νερού και όχι στο χύμα νερό. Η ανάπτυξη των κρυστάλλων πάγου εξαρτάται από διαφορετικούς ρυθμούς ανάπτυξης διαφόρωνενέργειες. Το νερό πρέπει να προστατεύεται από το πάγωμα κατά την κρυοσυντήρηση βιολογικών δειγμάτων, τροφίμων και οργάνων.
Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με γρήγορους ρυθμούς ψύξης, χρησιμοποιώντας μικρά δείγματα και κρυοσυντηρητή και αυξάνοντας την πίεση για την πυρηνοποίηση του πάγου και την πρόληψη της κυτταρικής βλάβης. Η ελεύθερη ενέργεια του πάγου/υγρού αυξάνεται από ~30 mJ/m2 σε ατμοσφαιρική πίεση σε 40 mJ/m-2 στα 200 MPa, υποδεικνύοντας λόγος για τον οποίο εμφανίζεται αυτό το φαινόμενο.
Τι τύπος κρυσταλλικού πλέγματος είναι χαρακτηριστικός του πάγου
Εναλλακτικά, μπορούν να αναπτυχθούν γρηγορότερα από επιφάνειες πρίσματος (S2), στην τυχαία διαταραγμένη επιφάνεια λιμνών που έχουν παγώσει γρήγορα ή ταραγμένες. Η ανάπτυξη από τις όψεις {1 1 -2 0} είναι τουλάχιστον η ίδια, αλλά τις μετατρέπει σε βάσεις πρίσματος. Τα δεδομένα για την ανάπτυξη του κρυστάλλου πάγου έχουν διερευνηθεί πλήρως. Οι σχετικοί ρυθμοί ανάπτυξης στοιχείων διαφορετικών όψεων εξαρτώνται από την ικανότητα σχηματισμού μεγάλου βαθμού ενυδάτωσης των αρθρώσεων. Η θερμοκρασία (χαμηλή) του περιβάλλοντος νερού καθορίζει τον βαθμό διακλάδωσης στον κρύσταλλο πάγου. Η ανάπτυξη σωματιδίων περιορίζεται από τον ρυθμό διάχυσης σε χαμηλό βαθμό υπερψύξης, δηλαδή <2 ° C, με αποτέλεσμα περισσότερα από αυτά.
Όμως περιορίζεται από την αναπτυξιακή κινητική σε υψηλότερα επίπεδα κατάθλιψης >4°C, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη βελόνας. Αυτό το σχήμα είναι παρόμοιο με τη δομή του ξηρού πάγου (έχει κρυσταλλικό πλέγμα με εξαγωνική δομή), διάφοραχαρακτηριστικά της ανάπτυξης της επιφάνειας και η θερμοκρασία του περιβάλλοντος (υπερψύχου) νερού, που βρίσκεται πίσω από τα επίπεδα σχήματα των νιφάδων χιονιού.
Ο σχηματισμός πάγου στην ατμόσφαιρα επηρεάζει βαθιά τον σχηματισμό και τις ιδιότητες των νεφών. Οι άστριοι, που βρίσκονται στη σκόνη της ερήμου που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα σε εκατομμύρια τόνους ετησίως, είναι σημαντικοί σχηματιστές. Οι προσομοιώσεις σε υπολογιστή έχουν δείξει ότι αυτό οφείλεται στη δημιουργία πυρήνων πρισματικών επιπέδων κρυστάλλων πάγου σε επιφανειακά επίπεδα υψηλής ενέργειας.
Μερικά άλλα στοιχεία και πλέγματα
Οι διαλυμένες ουσίες (με εξαίρεση το πολύ μικρό ήλιο και το υδρογόνο, που μπορούν να εισέλθουν στα διάκενα) δεν μπορούν να συμπεριληφθούν στη δομή Ih σε ατμοσφαιρική πίεση, αλλά εξαναγκάζονται να βγουν στην επιφάνεια ή στο άμορφο στρώμα μεταξύ των σωματιδίων του μικροκρυσταλλικό σώμα. Υπάρχουν μερικά άλλα στοιχεία στα πλέγματα του ξηρού πάγου: χαοτροπικά ιόντα όπως NH4 + και Cl - που περιλαμβάνονται σε ελαφρύτερη κατάψυξη υγρών από άλλα κοσμοτροπικά, όπως Na + και SO42-, επομένως η αφαίρεσή τους δεν είναι δυνατή λόγω του γεγονότος ότι σχηματίζουν ένα λεπτό φιλμ από το υπόλοιπο υγρό μεταξύ των κρυστάλλων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτρική φόρτιση της επιφάνειας λόγω διάστασης του επιφανειακού νερού που εξισορροπεί τα υπόλοιπα φορτία (που μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μαγνητική ακτινοβολία) και μια αλλαγή στο pH των υπολειπόμενων υγρών μεμβρανών, π.χ. NH 42SO4 γίνεται πιο όξινο και το NaCl γίνεται πιο βασικό.
Είναι κάθετα στις όψειςκρυσταλλικό πλέγμα πάγου που δείχνει το επόμενο στρώμα συνδεδεμένο (με άτομα Ο σε μαύρο χρώμα). Χαρακτηρίζονται από μια αργά αναπτυσσόμενη βασική επιφάνεια {0 0 0 1}, όπου συνδέονται μόνο μεμονωμένα μόρια νερού. Μια ταχέως αναπτυσσόμενη {1 0 -1 0} επιφάνεια ενός πρίσματος όπου ζεύγη πρόσφατα συνδεδεμένων σωματιδίων μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους με υδρογόνο (ένας δεσμός υδρογόνου/δύο μόρια ενός στοιχείου). Η πιο γρήγορα αναπτυσσόμενη όψη είναι το {1 1 -2 0} (δευτερεύον πρισματικό), όπου αλυσίδες από πρόσφατα συνδεδεμένα σωματίδια μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου. Μία από τις αλυσίδες/μόριο του στοιχείου της είναι μια μορφή που σχηματίζει ραβδώσεις που χωρίζουν και ενθαρρύνουν τη μεταμόρφωση σε δύο πλευρές του πρίσματος.
Εντροπία μηδενικού σημείου
Μπορεί να οριστεί ως S 0=k B ˣ Ln (N E0), όπου k B είναι η σταθερά Boltzmann, NE είναι ο αριθμός των διαμορφώσεων στην ενέργεια E και E0 είναι η χαμηλότερη ενέργεια. Αυτή η τιμή για την εντροπία του εξαγωνικού πάγου στο μηδέν Kelvin δεν παραβιάζει τον τρίτο νόμο της θερμοδυναμικής "Η εντροπία ενός ιδανικού κρυστάλλου στο απόλυτο μηδέν είναι ακριβώς μηδέν", καθώς αυτά τα στοιχεία και τα σωματίδια δεν είναι ιδανικά, έχουν διαταραγμένους δεσμούς υδρογόνου.
Σε αυτό το σώμα, ο δεσμός υδρογόνου είναι τυχαίος και μεταβάλλεται ταχέως. Αυτές οι δομές δεν είναι ακριβώς ίσες σε ενέργεια, αλλά εκτείνονται σε έναν πολύ μεγάλο αριθμό ενεργειακά κοντινών καταστάσεων, υπακούουν στους «κανόνες του πάγου». Η εντροπία μηδενικού σημείου είναι η διαταραχή που θα παρέμενε ακόμα κι αν το υλικό μπορούσε να ψυχθεί στο απόλυτομηδέν (0 K=-273, 15 ° C). Δημιουργεί πειραματική σύγχυση για εξαγωνικό πάγο 3, 41 (± 0, 2) ˣ mol -1 ˣ K -1. Θεωρητικά, θα ήταν δυνατός ο υπολογισμός της μηδενικής εντροπίας των γνωστών κρυστάλλων πάγου με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια (παραμελώντας τα ελαττώματα και την εξάπλωση του επιπέδου ενέργειας) από τον πειραματικό προσδιορισμό της.
Επιστήμονες και το έργο τους σε αυτόν τον τομέα
Μπορεί να οριστεί ως S 0=k B ˣ Ln (N E0), όπου k B είναι η σταθερά Boltzmann, NE είναι ο αριθμός των διαμορφώσεων στην ενέργεια E και E0 είναι η χαμηλότερη ενέργεια. Αυτή η τιμή για την εντροπία του εξαγωνικού πάγου στο μηδέν Kelvin δεν παραβιάζει τον τρίτο νόμο της θερμοδυναμικής "Η εντροπία ενός ιδανικού κρυστάλλου στο απόλυτο μηδέν είναι ακριβώς μηδέν", καθώς αυτά τα στοιχεία και τα σωματίδια δεν είναι ιδανικά, έχουν διαταραγμένους δεσμούς υδρογόνου.
Σε αυτό το σώμα, ο δεσμός υδρογόνου είναι τυχαίος και μεταβάλλεται ταχέως. Αυτές οι δομές δεν είναι ακριβώς ίσες σε ενέργεια, αλλά εκτείνονται σε έναν πολύ μεγάλο αριθμό ενεργειακά κοντινών καταστάσεων, υπακούουν στους «κανόνες του πάγου». Η εντροπία μηδενικού σημείου είναι η διαταραχή που θα παρέμενε ακόμα κι αν το υλικό μπορούσε να ψυχθεί στο απόλυτο μηδέν (0 K=-273,15°C). Δημιουργεί πειραματική σύγχυση για εξαγωνικό πάγο 3, 41 (± 0, 2) ˣ mol -1 ˣ K -1. Θεωρητικά, θα ήταν δυνατός ο υπολογισμός της μηδενικής εντροπίας των γνωστών κρυστάλλων πάγου με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια (παραμελώντας τα ελαττώματα και την εξάπλωση του επιπέδου ενέργειας) από τον πειραματικό προσδιορισμό της.
Αν και η σειρά των πρωτονίων στον χύμα πάγο δεν είναι ταξινομημένη, η επιφάνεια μάλλον προτιμά τη σειρά αυτών των σωματιδίων με τη μορφή ζωνών κρεμαμένων ατόμων Η και Ο-μονών ζευγών (μηδενική εντροπία με διατεταγμένους δεσμούς υδρογόνου). Βρέθηκε η διαταραχή μηδενικού σημείου ZPE, J ˣ mol -1 ˣ K -1 και άλλες. Από όλα τα παραπάνω, είναι ξεκάθαρο και κατανοητό ποιοι τύποι κρυσταλλικών δικτυωμάτων είναι χαρακτηριστικά του πάγου.
