жидкокристаллическое состояние, мезоморфное состояние, состояние вещества, в котором оно обладает свойствами жидкости (текучестью) и некоторыми свойствами твёрдых кристаллов (анизотропией (См. Анизотропия) свойств). Ж. к. образуют вещества, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. Различают термотропные и лиотропные Ж. к. Первые - индивидуальные вещества, которые существуют в мезоморфном состоянии в определённом температурном интервале, ниже которого вещество является твёрдым кристаллом, выше - обычной жидкостью. Примеры:

параазоксианизол (в интервале температур 114-135°С), этиловый эфир азоксибензойной кислоты

(100-120°С), пропиловый эфир Холестерина (102-116°С). Лиотропные Ж. к. - растворы некоторых веществ в определённых растворителях. Примеры: водные растворы мыльные растворы синтетических полипептидов (поли-γ-бензил-L-глутамат) в ряде органических растворителей (диоксан, дихлорэтан).

Взаимное расположение молекул в Ж. к. является промежуточным между твёрдыми кристаллами, где существует трёхмерный координационный дальний порядок (упорядоченность в расположении центров тяжести молекул) и ориентационный дальний порядок (упорядоченность в ориентации молекул), и аморфными жидкостями, в которых дальний порядок полностью отсутствует (см. Дальний порядок и ближний порядок). По степени молекулярной упорядоченности различают нематические и смектические Ж. к. (терминология Ж. Фриделя, G. Friedel). Нематические Ж. к. (параазоксианизол, растворы синтетических полипептидов) характеризуются ориентацией продольных осей молекул вдоль некоторого направления (дальний ориентацнонный порядок, рис., а). Упорядоченность в ориентации поперечных осей молекул и в расположении их центров тяжести отсутствует. Это обеспечивает свободу поступательных перемещений молекул. Поэтому вязкость вещества в нематической фазе лишь незначительно отличается от вязкости в аморфно-жидком состоянии.

В смектических Ж. к. (этиловый эфир азоксибензойной кислоты, водные растворы мыл) концы молекул как бы закреплены в плоскостях, перпендикулярных продольным осям молекул (смектические плоскости, рис., б). Дальний порядок в расположении поперечных осей и центров тяжести молекул также отсутствует. Текучесть обеспечивается взаимным скольжением смектических плоскостей.

Существуют также Ж. к. холестерического типа (разновидность нематических Ж. к.). Такие Ж. к. образуют вещества (например, пропиловый эфир холестерина), молекулы которых имеют форму продолговатых пластинок, расположенных параллельно друг другу. Координационный дальний порядок отсутствует. Текучесть вещества обеспечивается поступательным перемещением и вращением молекул в их плоскости.

Внешнее различие между нематическими и смектическими Ж. к. легко может быть установлено при наблюдении их однородных слоев в поляризационном микроскопе. Каждому типу Ж. к. соответствуют определённая текстура, причём для нематических Ж. к. наиболее характерными являются нитеобразные, а для смектических - палочкообразные, конусообразные и ступенчатые структуры. Нити в нематических Ж. к. являются линиями разрыва оптической непрерывности. Они называются дисклинациями, и текстура Ж. к. определяется характером расположения молекул вблизи дисклинаций.

Некоторые термотропные Ж. к. могут находиться в двух мезоморфных состояниях (см. Полиморфизм). При этом структурные переходы всегда осуществляются по схеме: твёрдокристаллическая фаза - смектическая - нематическая - аморфно-жидкая и являются фазовыми переходами (См. Фазовый переход) первого рода (с выделением теплоты фазового перехода (См. Теплота фазового перехода)). Теплота перехода Ж. к. в аморфную жидкость в десятки раз меньше теплоты плавления органических твёрдых кристаллов.

В Ж. к. имеет место анизотропия упругости, электропроводности, вязкости, Магнитная анизотропия, оптическая анизотропия и др. С ростом температуры анизотропия свойств Ж. к. уменьшается, что обусловлено уменьшением упорядоченности в расположении молекул. В магнитном поле Ж. к. ориентируются так, чтобы их ось симметрии была параллельна силовым линиям магнитного поля. В электрическом поле ориентация оси симметрии может быть как параллельной, так и перпендикулярной силовым линиям поля.

Холестерические Ж. к. обладают весьма большой оптической активностью (См. Оптическая активность), на два-три порядка превышающей оптическую активность органических жидкостей и твёрдых кристаллов. Холестерические Ж. к. резко изменяют окраску при изменении температуры среды на десятые доли градуса, а также при изменении состава среды на доли процента.

Лит.: Цветков В. Н., Современные взгляды на природу анизотропно-жидкой фазы. "Уч. зап. Ленинградского пед. института", 1938, т. 10, с. 33; Чистяков И. Г., Жидкие кристаллы, М., 1966; Gray G. W., Molecular structure and the properties of liquid crystals, L. - N. Y., 1962; Жидкие кристаллы, пер. с франц., "Природа", 1972, № 2; Чистяков И. Г., Вистинь Л. К., Симметрия, структура и свойства жидких кристаллов, там же.

Е. И. Рюмцев.

Характер расположения молекул в жидких кристаллах: а - в нематических жидких кристаллах молекулы расположены параллельно, но их продольные сдвиги беспорядочны; б - в смектических кристаллах молекулы собираются слоями.

состояние вещества, промежуточное между жидким и твердым состояниями. В жидкости молекулы могут свободно вращаться и перемещаться в любых направлениях. В кристаллическом твердом теле они расположены по узлам правильной геометрической сетки, называемой кристаллической решеткой, и могут лишь вращаться в своих фиксированных позициях. В жидком кристалле имеется некоторая степень геометрической упорядоченности в расположении молекул, но допускается и некоторая свобода перемещения.

Считается, что состояние жидкого кристалла открыл в 1888 австрийский ботаник Ф.Рейнитцер. Он изучал поведение органического твердого вещества, называемого холестерилбензоатом. При нагревании это соединение переходило из твердого в мутное на вид состояние, ныне называемое жидкокристаллическим, а затем в прозрачную жидкость; при охлаждении последовательность превращений повторялась в обратном порядке. Рейнитцер отметил также, что при нагревании изменяется цвет жидкого кристалла - от красного к синему, с повторением в обратном порядке при охлаждении. Почти все жидкие кристаллы, обнаруженные на сегодняшний день, представляют собой органические соединения; примерно 50% всех известных органических соединений при нагревании образуют жидкие кристаллы. В литературе описаны также жидкие кристаллы некоторых гидроксидов (например, Fe2O3?xH2O).

Консистенция жидких кристаллов может быть разной - от легкотекучей жидкой до пастообразной. Жидкие кристаллы имеют необычные оптические свойства, что используется в технике.

Типы жидких кристаллов. Есть два способа получить жидкий кристалл. Один из них был описан выше, когда говорилось о холестерилбензоате. При нагревании некоторых твердых органических соединений их кристаллическая решетка разваливается и образуется жидкий кристалл. Если температуру повышать и далее, то жидкий кристалл переходит в настоящую жидкость. Жидкие кристаллы, образующиеся при нагревании, называются термотропными. В конце 1960-х годов были получены органические соединения, являющиеся жидкокристаллическими при комнатной температуре.

Существуют два класса термотропных жидких кристаллов: нематические (нитевидные) и смектические (сальные или слизистые). Нематические жидкие кристаллы можно разделить на две категории: обычные и холестерически-нематические (скрученные нематики).

Второй способ получения жидких кристаллов - обработка некоторых соединений контролируемым количеством воды или другого полярного растворителя. (Полярным называется растворитель, состоящий из молекул-диполей, на одном конце которых находится положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный.) Жидкие кристаллы, состоящие из двух и более компонентов, называются лиотропными. Их можно получать, смешивая с водой такие материалы, как мыла, детергенты, полипептиды, жирные кислоты, соли жирных кислот и фосфолипиды.

Структура. Жидкие кристаллы образуются из молекул, имеющих разную геометрическую форму (чаще всего - удлиненных или дискообразных). Электрическими межмолекулярными силами определяется характер "упаковки" молекул, т.е. то, как они геометрически соотносятся друг с другом. Некоторые типичные расположения молекул представлены на рисунках на этой странице.

В нематических жидких кристаллах молекулы расположены параллельно или почти параллельно друг другу. Они могут двигаться во всех направлениях и вращаться вокруг своих продольных осей. Их можно уподобить карандашам в коробке: карандаши могут вращаться и скользить вперед и назад, но должны оставаться параллельными друг другу.

Молекулярная упаковка смектиков (за исключением смектика D) дает слоистую структуру с несколькими вариантами расположения молекул в слоях. Слои могут без помех скользить друг по другу. В наиболее распространенной упаковке продольные оси молекул направлены приблизительно под прямым углом к плоскости слоя. Каждая молекула может двигаться в двух измерениях, оставаясь в слое, и вращаться вокруг своей продольной оси. Расстояние между молекулами слоя может быть либо постоянным, либо беспорядочно меняющимся.

В жидких кристаллах холестерически-нематического класса молекулы упакованы в параллельных слоях так, что продольные оси всех молекул лежат в плоскости слоя. При этом "архитектура" молекулярной упаковки такова, что продольные оси молекул одного слоя повернуты на небольшой угол относительно молекул соседнего слоя. Это угловое смещение постепенно нарастает от слоя к слою как бы по спирали, один виток которой соответствует толщине ок. 0,5 мкм.

Применение. Расположение молекул в жидких кристаллах изменяется под действием таких факторов, как температура, давление, электрические и магнитные поля; изменения же расположения молекул приводят к изменению оптических свойств, таких, как цвет, прозрачность и способность к вращению плоскости поляризации проходящего света. (У холестерически-нематических жидких кристаллов эта способность очень велика.) На всем этом основаны многочисленные применения жидких кристаллов. Например, зависимость цвета от температуры используется для медицинской диагностики. Нанося на тело пациента некоторые жидкокристаллические материалы, врач может легко выявлять затронутые болезнью ткани по изменению цвета в тех местах, где эти ткани выделяют повышенные количества тепла. Температурная зависимость цвета позволяет также контролировать качество изделий без их разрушения. Если металлическое изделие нагревать, то его внутренний дефект изменит распределение температуры на поверхности. Эти дефекты выявляются по изменению цвета нанесенного на поверхность жидкокристаллического материала.

Тонкие пленки жидких кристаллов, заключенные между стеклами или листками пластмассы, нашли широкое применение в качестве индикаторных устройств (прикладывая низковольтные электрические поля к разным частям соответствующим образом выбранной пленки, можно получать видимые глазом фигуры, образованные, например, прозрачными и непрозрачными участками). Жидкие кристаллы широко применяются в производстве наручных часов и небольших калькуляторов. Создаются плоские телевизоры с тонким жидкокристаллическим экраном. Сравнительно недавно было получено углеродное и полимерное волокно на основе жидкокристаллических матриц. См. также ЖИДКОСТЕЙ ТЕОРИЯ
.

кристаллы, образованные из молекул, связанных друг с другом слабыми ван-дер-ваальсовыми силами (см. Межмолекулярное взаимодействие) или водородной связью (См. Водородная связь). Внутри молекул между атомами действует более прочная Ковалентная связь. Фазовые превращения М. к. - плавление, возгонка, полиморфные переходы (см. Полиморфизм) - происходят, как правило, без разрушения отдельных молекул.

Большинство М. к. - кристаллы органических соединений, типичный М. к. - Нафталин. М. к. образуют также некоторые простые вещества (H₂, Галогены, N₂, O₂, S₈), бинарные соединения типа H₂O, CO₂, N₂O₄, Металлоорганические соединения и некоторые Комплексные соединения. К М. к. относятся и кристаллы полимеров (См. Полимеры), а также кристаллы белков (См. Белки), нуклеиновых кислот (См. Нуклеиновые кислоты). Особым случаем М. к. являются кристаллы отвердевших инертных газов, в которых ван-дер-ваальсовы силы связывают между собой не молекулы, а атомы.

Для типичных М. к. характерны низкие температуры плавления, большие коэффициенты теплового расширения, высокая сжимаемость, малая твёрдость. В обычных условиях большинство М. к. - Диэлектрики. Некоторые М. к., например органические красители, - Полупроводники.

Лит.: Китайгородский А. И., Молекулярные кристаллы, М., 1971; Бокий Г. Б., Кристаллохимия, М., 1971.

П. М. Зоркий.

Вода в твёрдом состоянии; известно 10 кристаллических модификаций Л. и аморфный Л. На рис. 1 изображена фазовая диаграмма воды, из которой видно, при каких температурах и давлениях устойчива та или иная модификация. Наиболее изученным является Л. 1 (табл. 1 и 2) - единственная модификация Л., обнаруженная в природе. Л. встречается в природе в виде собственно Л. (материкового, плавающего, подземного и т.д.), а также в виде снега, инея и т.д. Природный Л. обычно значительно чище, чем вода, т.к. растворимость веществ (кроме NH₄F) во Л. крайне плохая. Л. может содержать механические примеси - твёрдые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда. Общие запасы Л. на Земле около 30 млн. км³. Имеются данные о наличии Л. на планетах Солнечной системы и в кометах. Основные запасы Л. на Земле сосредоточены в полярных странах (главным образом в Антарктиде, где толщина слоя Л. достигает 4 км).

Табл. 1. - Некоторые свойства льда I

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Свойство | Значение | Примечание |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Теплоемкость, кал/(г··°C) | 0,51 (0°C) | Сильно уменьшается с |

| Теплота таяния, кал/г | 79,69 | понижением температуры |

| Теплота парообразования, кал/г | 677 | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Коэффициент термического | 9,1·10^-5 (0°C) | |

| расширения, 1/°C | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Теплопроводность, кал/(см сек··°C) | 4,99·10^-3 | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Показатель преломления: | 1,309 (-3°C) | |

| для обыкновенного луча | 1,3104 (-3°C) | |

| для необыкновенного луча | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Удельная электрическая | 10^-9 (0°C) | Кажущаяся энергия |

| проводимость, ом^-1·см^-1 | | активации 11ккал/моль |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Поверхностная электропроводность, | 10^-10 (-11°C) | Кажущаяся энергия |

| ом^-1 | | активации 32ккал/моль |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Модуль Юнга, дин/см | 9·10¹⁰ (-5°C) | Поликристаллич. лёд |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Сопротивление, Мн/м² : | 2,5 | Поликристаллический лёд |

| раздавливанию | 1,11 | Поликристаллический лёд |

| разрыву | 0,57 | Поликристаллический лёд |

| срезу | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Средняя эффективная вязкость, пз | 10¹⁴ | Поликристаллический лёд |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Показатель степени степенного | 3 | |

| закона течения | | |

|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Энергия активации при | 11,44-21,3 | Линейно растет на 0,0361 |

| деформировании и механической | | ккал/(моль·°C) от 0 до 273,16 |

| релаксации, ккал/моль | | К |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Примечание. 1 кал/(г․°С)=4,186 кджl (kг (К); 1 ом^-1․см^-1=100 сим/м; 1 дин/см=10^-3 н/м; 1 кал/(см (сек․°С)=418,68 вт/(м (К); 1 пз=10^-1 н (сек/м².

Табл. 2. - Количество, распространение и время жизни льда 1

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Вид льда | Масса | Площадь | Средняя | Скорость | Среднее |

| | | распространения | концен | прироста | время |

| |------------------------------------------------------------------| трация, г/см² | массы, | жизни, год |

| | г | \% | млн. км² | \% | | г/год | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Ледники | 2,4·10²² | 98,95 | 16,1 | 10,9 | 1,48·10⁵ | 2,5·10¹⁸ | 9580 |

| | | | | суши | | | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Подземный лёд | 2·10²⁰ | 0,83 | 21 | 14,1 | 9,52·10³ | 6·10¹⁸ | 30-75 |

| | | | | суши | | | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Морской лёд | 3,5·10¹⁹ | 0,14 | 26 | 7,2 | 1,34·10² | 3,3·10¹⁹ | 1,05 |

| | | | | океана | | | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Снежный покров | 1,0·10¹⁹ | 0,04 | 72,4 | 14,2 | 14,5 | 2·10¹⁹ | 0.3-0,5 |

| | | | | Земли | | | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Айсберги | 7,6·10¹⁸ | 0,03 | 63,5 | 18,7 | 14,3 | 1,9·10¹⁸ | 4,07 |

| | | | | океана | | | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| Атмосферный лёд | 1,7·10¹⁸ | 0,01 | 510,1 | 100 | 3,3·10^-1 | 3,9·10²⁰ | 4·10^-3 |

| | | | | Земли | | | |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

В связи с широким распространением воды и Л. на земной поверхности резкое отличие части свойств Л. от свойств др. веществ играет важную роль в природных процессах. Вследствие меньшей, чем у воды, плотности Л. образует на поверхности воды плавучий покров, предохраняющий реки и водоёмы от промерзания до дна. Зависимость между установившейся скоростью течения и напряжением у поликристаллического Л. гиперболическая; при приближённом описании её степенным уравнением показатель степени увеличивается по мере роста напряжения; кроме того, скорость течения прямо пропорциональна энергии активации и обратно пропорциональна абсолютной температуре, так что с понижением температуры Л. приближается к абсолютно твёрдому телу. В среднем при близкой к таянию температуре текучесть Л. в 10⁶ раз выше, чем у горных пород. Благодаря текучести Л. не накопляется беспредельно, а стекает с тех частей земной поверхности, где его выпадает больше, чем стаивает (см. Ледники). Вследствие очень высокой отражательной способности Л. (0,45) и особенно снега (до 0,95) покрытая ими площадь - в среднем за год около 72 млн. км² в высоких и средних широтах обоих полушарий - получает солнечного тепла на 65\% меньше нормы и является мощным источником охлаждения земной поверхности, чем в значительной мере обусловлена современная широтная климатическая зональность. Летом в полярных областях солнечная радиация больше, чем в экваториальном поясе, тем не менее температура остаётся низкой, т. к. значительная часть поглощаемого тепла затрачивается на таяние Л., имеющего очень высокую теплоту таяния.

Л. II, III и V длительное время сохраняются при атмосферном давлении, если температура не превышает -170°С. При нагревании приблизительно до -150°С они превращаются в кубический Л. (Л. Ic), не показанный на диаграмме, т. к. неизвестно, является ли он стабильной фазой. Др. способ получения Л. Ic - конденсация водяных паров на охлажденную до -120°С подложку. При конденсации паров на более холодной подложке образуется аморфный Л. Обе эти формы Л. могут самопроизвольно переходить в гексагональный Л. I, причём тем скорее, чем выше температура.

Л. IV является метастабильной фазой в зоне устойчивости Л. V. Л. IV легче образуется, а возможно и стабилен, если давлению подвергается тяжёлая вода. Кривая плавления льда VII исследована до давления 20 Гн/м² (200 тыс. кгс/см²). При этом давлении Л. VII плавится при температуре 400°С. Л. VIII является низкотемпературной упорядоченной формой Л. VII. Л. IX - метастабильная фаза, возникающая при переохлаждении Л. III и по существу представляющая собой низкотемпературную его форму. Вообще явления переохлаждения и метастабильные равновесия очень характерны для фаз, образуемых водой. Некоторые из линий метастабильных равновесий обозначены на диаграмме пунктиром.

Полиморфизм Л. был обнаружен Г. Тамманом (1900) и подробно изучен П. Бриджменом (начиная с 1912). С 60-х гг. фазовая диаграмма воды, полученная Бриджменом, несколько раз дополнялась и уточнялась. В табл. 3 и 4 приведены некоторые данные о структурах модификаций Л. и некоторые их свойства.

Кристаллы всех модификаций Л. построены из молекул воды H₂O, соединённых водородными связями в трёхмерный каркас (рис. 2). Каждая молекула участвует в 4 таких связях, направленных к вершинам тетраэдра. В структурах Л. I, Ic, VII и VIII этот тетраэдр правильный, т. е. угол между связями составляет 109°28'. Большая плотность Л. VII и VIII объясняется тем, что их структуры содержат по 2 трёхмерные сетки водородных связей (каждая из которых идентична структуре Л. Ic), вставленные одна в другую. В структурах Л. II, III, V и VI тетраэдры заметно искажены. В структурах Л. VI, VII и VIII можно выделить 2 взаимоперекрещивающиеся системы водородных связей. Данные о положениях протонов в структурах Л. менее определенны, чем атомов кислорода. Можно утверждать, что конфигурация молекулы воды, характерная для пара, сохраняется и в твёрдом состоянии (по-видимому, несколько удлиняются расстояния О - Н вследствие образования водородных связей), а протоны тяготеют к линиям, соединяющим центры атомов кислорода. Т. о. возможны 6 более или менее эквивалентных ориентаций молекул воды относительно их соседей. Часть из них исключается, поскольку нахождение одновременно 2 протонов на одной водородной связи маловероятно, но остаётся достаточная неопределённость в ориентации молекул воды. Она осуществляется в большинстве модификаций Л. - I, III, V, VI и VII (и по-видимому в Ic), так что, по выражению Дж. Бернала, Л. кристалличен в отношении атомов кислорода и стеклообразен в отношении атомов водорода. Во Л. II, VIII и IX молекулы воды ориентационно упорядочены.

Табл. 3. - Некоторые данные о структурах модификаций льда

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Модифи | Сингония | Фёдоровская | Длины | Углы О-О-О в |

| кация | | группа | водородных | тетраэдрах |

| | | | связей, Å | |

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| I | Гексагональная | P6₃/mmc | 2,76 | 109,5 |

| Ic | Кубическая | F43m | 2,76 | 109,5 |

| II | Тригональная | R3 | 2,75-2,84 | 80-128 |

| III | Тетрагональная | P4₁2₁2 | 2,76-2,8 | 87-141 |

| V | Моноклинная | A2/a | 2,76-2,87 | 84-135 |

| VI | Тетрагональная | P4₂/nmc | 2,79-2,82 | 76-128 |

| VII | Кубическая | Im3m | 2,86 | 109,5 |

| VIII | Кубическая | Im3m | 2,86 | 109,5 |

| IX | Тетрагональная | P4₁2₁2 | 2,76-2,8 | 87-141 |

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Примечание. 1 A=10^-10 м.

Табл. 4. - Плотность и статическая диэлектрическая проницаемость различных льдов

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

| Модификация | Темп-ра, | Давление, | Плотность, г/см | Диэлектрическая |

| | °С | Мн/м² | ² | проницаемость |

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

| I | 0 | 0,1 | 0,92 | 94 |

| Ic | -130 | 0,1 | 0,93 | - |

| II | -35 | 210 | 1,18 | 3,7 |

| III | -22 | 200 | 1,15 | 117 |

| V | -5 | 530 | 1,26 | 144 |

| VI | 15 | 800 | 1,34 | 193 |

| VII | 25 | 2500 | 1,65 | Лёд150 |

| VIII | -50 | 2500 | 1,66 | Лёд3 |

| IX | -110 | 230 | 1,16 | Лёд4 |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Л. в атмосфере, в воде, на земной и водной поверхности и в земной коре оказывает большое влияние на условия обитания и жизнедеятельности растений и животных, на разные виды хозяйственной деятельности человека. Он может вызывать ряд стихийных явлений с вредными и разрушительными последствиями (обледенение летательных аппаратов, судов, сооружений, дорожного полотна и почвы, градобития, метели и снежные заносы, речные заторы и зажоры с наводнениями, ледяные обвалы, разрыв корней растений при образовании слоев Л. в почве и др.). Прогнозирование, обнаружение, предотвращение вредных явлений, борьба с ними и использование Л. в различных целях (снегозадержание, устройство ледяных переправ, изотермических складов, облицовка хранилищ, льдозакладка шахт и т.п.) представляют предмет ряда разделов гидрометеорологических и инженерно-технических знаний (ледотехника, снеготехника, инженерное мерзлотоведение и др.), деятельности специальных служб (ледовая разведка, ледокольный транспорт, снегоуборочная техника, искусственное сбрасывание лавин и т.д.). Для некоторых видов спорта используются катки с искусственным охлаждением, позволяющие проводить соревнования на Л. в тёплое время года и в закрытом помещении. Природный Л. используется для хранения и охлаждения пищевых продуктов, биологических и медицинских препаратов, для чего он специально производится и заготавливается (см. Ледник, Льдопроизводство).

Лит.: Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955; Паундер Э. Р., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Eisenberg D., Kauzmann W., The structure and properties of water, Oxf., 1969; Fletcher N. H., The chemical physics of ice, Camb., 1970.

Г. Г. Маленков.

Рис. 1. Фазовая диаграмма воды.

Рис. 2. Схема структуры льда I (показаны атомы кислорода и направления водородных связей) в двух проекциях.