ЛЕГУМИН

ЛЕГУМИН (от лат. legumen,
род. падеж leguminis - стручковое растение), запасный белок из группы глобулинов,
содержащийся в семенах бобовых растений. Наиболее хорошо изучен Л. из семядолей
гороха, где он вместе с др. запасным белком - вицилином - откладывается
в алейроновых зёрнах.



ЛЁД, вода в твёрдом состоянии;
известно 10 кристаллич. модификаций Л. и аморфный Л. На рис. 1 изображена
фазовая диаграмма воды, из к-рой видно, при каких темп-pax и давлениях
устойчива та или иная модификация. Наиболее изученным является Л. I (табл.
1 и 2) - единств, 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 NHЛ. крайне плохая. Л. может содержать механич. примеси - твёрдые частицы,
капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов
соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда. Общие запасы
Л. на Земле ок. 30 млн. км³. Имеются данные о наличии Л. на
планетах Солнечной системы и в кометах. Осн. запасы Л. на Земле сосредоточены
в полярных странах (гл. обр. в Антарктиде, где толщина слоя Л. достигает
4 км).

Рис. 1. Фазовая диаграмма воды.

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 поликристаллич. 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 темп-ре, так что
с понижением темп-ры Л. приближается к абсолютно твёрдому телу. В среднем
при близкой к таянию темп-ре 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 отражат. способности Л. (0,45)
и особенно снега (до 0,95) покрытая ими площадь - в среднем за год ок.
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 значит, мере обусловлена совр. широтная климатич.
зональность. Летом в полярных областях солнечная радиация больше, чем в
экваториальном поясе, тем не менее темп-pa остаётся низкой, т. к. значит,
часть поглощаемого тепла затрачивается на таяние Л., имеющего очень высокую
теплоту таяния.

Л. II, III и V длит, время сохраняются
при атм. давлении, если темп-pa не превышает -170 °С. При нагревании приблизительно
до -150 °С они превращаются в кубический Л. (Л. 1с), не показанный на диаграмме,
т. к. неизвестно, является ли он стабильной фазой. Др. способ получения
Л. 1с - конденсация водяных паров на охлаждённую 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 темп-ра.

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 темп-ре 400 °С. Л. VIII является низкотемпературной
упорядоченной формой Л. VII. Л. IX - метаста- бильная 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. Нек-рые 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 нек-рые данные о структурах модификаций Л. и нек-рые
их свойства.

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

Кристаллы всех модификаций Л. построены
из молекул воды НзО, соединённых водородными связями в трёхмерный каркас
(рис. 2). Каждая молекула участвует в 4 таких связях, направленных к вершинам
тетраэдра. В структурах Л. I, 1с, 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 к-рых идентична структуре Л. 1с), 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 определённы,
чем атомов кислорода. Можно утверждать, что конфигурация молекулы воды,
характерная для пара, сохраняется и в твёрдом состоянии (по-видимому, неск.
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 ориентации 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 1с), 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 ориен- тационно
упорядочены.

Л. в атмосфере, в воде, на земной
и водной поверхности и в земной коре оказывает большое влияние на условия
обитания и жизнедеятельности растений

Табл. 1. - Некоторые свойства льда
I