Ice VII - Ice VII

Ice VII je krychlová krystalická forma ledu . Může být vytvořen z kapalné vody nad 3 GPa (30 000 atmosfér) snížením její teploty na pokojovou teplotu nebo dekompresí ledu těžké vody (D 2 O) VI pod 95 K. Běžný vodní led je známý jako led I h , (v Bridgman nomenklatura). V laboratoři byly vytvořeny různé druhy ledu, od ledu II po led XVIII , při různých teplotách a tlacích. Ice VII je metastabilní v širokém rozsahu teplot a tlaků a transformuje se na amorfní led s nízkou hustotou (LDA) nad 120 K (-153 ° C). Ice VII má trojitý bod s kapalnou vodou a ledem VI při 355 K a 2,216 GPa, přičemž linie taveniny sahá nejméně 715 K (442 ° C) a 10 GPa. Led VII lze vytvořit během nanosekund rychlou kompresí prostřednictvím rázových vln. Může být také vytvořen zvýšením tlaku na led VI při okolní teplotě.

Stejně jako většina fází ledu (včetně ledu I h ) jsou polohy atomů vodíku neuspořádané. Kromě toho kyslíkové atomy jsou disordered na více místech. Struktura ledu VII obsahuje kostru vodíkových vazeb ve formě dvou vzájemně se prolínajících (ale nevázaných) sublattices. Vodíkové vazby procházejí středem vodních hexamerů a nespojují tak dvě mříže. Led VII má hustotu přibližně 1,65 g cm −3 (při 2,5 GPa a 25 ° C (77 ° F; 298 K)), což je méně než dvojnásobek kubické hustoty ledu, protože vzdálenosti O-O uvnitř sítě jsou 8 % delší (při 0,1 MPa), aby byla umožněna vzájemná penetrace. Krychlový jednotka buňka má délkou strany 3.3501 A (pro D 2 O, 2,6 GPa a 22 ° C (72 ° F 295 K)) a obsahuje dvě molekuly vody.

Led VII je jedinou neuspořádanou fází ledu, kterou lze uspořádat jednoduchým chlazením, a vytváří (uspořádaný) led VIII pod 273 K až ~ 8 GPa. Nad tímto tlakem teplota přechodu VII – VIII rychle klesá a dosahuje 0 K při ~ 60 GPa. Led VII má tedy největší pole stability ze všech molekulárních fází ledu. Kubické kyslíkové mřížky, které tvoří páteř ledové struktury VII, přetrvávají na tlacích alespoň 128 GPa; tento tlak je podstatně vyšší, než při které voda ztrácí svůj molekulární charakter úplně, tvořící led X . Ve vysokotlakých ledech dominuje molekulární difúzi protonová difúze (pohyb protonů kolem kyslíkové mřížky), což je účinek, který byl měřen přímo.

Přirozený výskyt

Vědci předpokládají, že led VII může zahrnovat oceánské dno Evropy i extrasolární planety (jako Gliese 436 b a Gliese 1214 b ), které jsou z velké části vyrobeny z vody.

V roce 2018 byl mezi vměstky nalezenými v přírodních diamantech identifikován led VII . Díky této demonstraci, že led VII existuje v přírodě, Mezinárodní mineralogická asociace řádně klasifikovala led VII jako výrazný minerál . Led VII byl pravděpodobně vytvořen, když voda zachycená uvnitř diamantů udržela vysoký tlak hlubokého pláště díky síle a tuhosti diamantové mřížky, ale ochladila se na povrchové teploty, čímž se vytvořilo požadované prostředí vysokého tlaku bez vysoké teploty.

Reference

externí odkazy