A Bjerrum-hiba egy kristálytani hiba, amely a jégre jellemző, és részben ez felelős a jég elektromos tulajdonságaiért. Niels Bjerrum vetette fel először 1952-ben, hogy magyarázatot adjon a jég elektromos polarizációjára. Egy hidrogénkötés általában egy protont tartalmaz, ám a Bjerrum-hibával rendelkező hidrogénkötés esetében vagy két protonja van (D-hiba, a német „doppel” szóból, jelentése „kettős”) vagy protonhiánya (L-hiba, a német „leer” szóból, jelentése „üres”). A D-hibák energetikailag kedvezőbbek, mint az L-hibák. Az előbb említett hibákból származó molekulafeszültség akkor szűnik meg, ha a vízmolekula elfordul az oxigénatom körül, és hidrogénkötést hoz létre egy protonnal. A jég diszlokációi egy csúszási sík mentén Bjerrum-hibapárokat hoznak létre: egy D-hibát és egy L-hibát.
Az apoláris molekulák (mint például a metán), gázhidrátokat képezhetnek vízzel, különösen nagy nyomás alatt. Ezekben a hidrátokban a metán a vendégmolekula (ez társul a "házigazda" vízmolekulához). Habár ilyenkor a vízmolekulák között nincs hidrogénkötés, de gyakran kialakul a a vendég-házigazda hidrogénkötés számos nagyobb szerves molekula, például a pinakolon és a tetrahidrofurán esetén. Ilyenkor a vendég-házigazda hidrogénkötések L-típusú Bjerrum-hiba kialakulásához vezetnek a rácsban. A vendégmolekulákban lévő oxigénatomok (például annak alkohol- vagy karbonil funkciós csoportjában) és nitrogénatomok (az amin funkciós csoportokban) között átmeneti hidrogénkötések alakulnak ki, és ez a hidrátrácsban levő vízmolekulák elfordulását eredményezi (hibásan, rossz orientációban állnak a hiba nélküli vízkristálybeli, szabályosan álló vízmolekulákhoz képest).
Jegyzetek
Fordítás
Kategória:Elektrokémia Kategória:Kristálytani hibák Kategória:Jég