食品生物化学 水分概述 水第1节（4冰的结构).pptxVIP

??水;PART.03;冰是无色透明的固体，是由水分子有序排列形成的结晶。分子之间主要靠氢键作用，晶格结构一般为六方体，但因不同压力可以有其他晶格结构。密度比水小。;最邻近的水分子的 O—O 核间距为 2.76?(埃)，O—O—O 键角约为109°，十分接近理想四面体的键角109°28。每个水分子能够缔合另外4个水分子即，形成四面体结构，所以配位数等于4。;冰有11种结晶类型，普通冰的结晶属于六方晶系的双六方双锥体。另外，还有9种同质多晶和1种非结晶或玻璃态的无定型结构，在常压和温度0℃时，这11种结构中只有六方型冰结晶才是稳定的形式。;冰并不完全是由精确排列的水分子组成的静态体系，每个氢原子也不一定恰好位于一对氧原子之间的连接线上。这里有两个原因：;①纯冰不仅含有普通水分子，而且还有H+和OH-离子以及同位素变体(同位素变体的数量非常少，在大多数情况下可忽略)，因此冰不是一个均匀体系。②冰的结晶并不是完整的晶体，通常是有方向性或离子型缺陷的。;冰结晶体中由于水分子的转动和氢原子的平动所产生的这些缺陷，可以为解释质子在冰中的淌度比在水中大得多，以及当水结冰时其直流电导略微降低等现象提供理论上的依据。;冰的H2O分子在温度接近-180℃或更低时，不会发生氢键断裂，全部氢键保持原来完整的状态。随着温度上升，由于热运动体系混乱程度增大，原来的氢键平均数将会逐渐减少。食品和生物材料在低温下贮藏时的变质速度与冰的“活动”程度有关。;溶质的种类和数量可以影响冰晶的数量、大小、结构、位置和取向。六方型是大多数冷冻食品中重要的冰结晶形式，它是一种高度有序的普通结构。;样品在最适度的低温冷却剂中缓慢冷冻，并且溶质的性质及浓度均不严重干扰水分子的迁移时，才有可能形成六方型冰结晶。然而高浓度明胶水溶液冷冻时则形成具有较大无序性的冰结构。;科学家在研究冰冻的明胶溶液时发现，随着冷冻速度增大或明胶浓度的提高，主要形成六方型和玻璃状冰结晶。;显然，像明胶这类大而复杂的亲水性分子，不仅能限制水分子的运动，而且阻碍水形成高度有序的六方型结晶。尽管在食??和生物材料中除形成六方晶型外，也能形成其他形式的结晶，但这些晶型一般是不常见的。;本节课到此结束，谢谢大家