Войти
Лед VII представляет собой кубическую кристаллическую форму льда. Он может быть образован из жидкой воды выше 3 ГПа (30 000 атмосфер) путем понижения ее температуры до комнатной или декомпрессии тяжелой воды (D2O) льда VI ниже 95 К. Обычный водяной лед известен как лед I h (в номенклатуре Бриджмена ). Различные типы льда, от льда II до льда XVIII, были созданы в лаборатории при различных температурах и давлениях. Лед VII является метастабильным в широком диапазоне температур и давлений и превращается в аморфный лед (LDA) низкой плотности при температуре выше 120 К (-153 ° C). Лед VII имеет тройную точку с жидкой водой и льдом VI при 355 К и 2,216 ГПа, с линией плавления, простирающейся как минимум до 715 К (442 ° С) и 10 ГПа. Лед VII может быть образован за наносекунды за счет быстрого сжатия ударными волнами. Его также можно создать, увеличивая давление на лед VI при температуре окружающей среды.
Как и большинство фаз льда (включая лед I h ), положения атома водорода беспорядочные. Кроме того, атомы кислорода разупорядочены по множеству позиций. Структура льда VII включает каркас водородной связи в виде двух взаимопроникающих (но не связанных) подрешеток. Водородные связи проходят через центр гексамеров воды и, таким образом, не соединяют две решетки. Плотность льда VII составляет около 1,65 г / см3 (при 2,5 ГПа и 25 ° C (77 ° F; 298 K)), что менее чем вдвое превышает плотность кубического льда, чем плотность внутрисеточного O– Расстояния O на 8% больше (при 0,1 МПа), чтобы обеспечить взаимное проникновение. Кубическая элементарная ячейка имеет длину стороны 3,3501 Å (для D 2 O, при 2,6 ГПа и 22 ° C (72 ° F; 295 K)) и содержит две молекулы воды.
Лед VII - единственная неупорядоченная фаза льда, которую можно упорядочить простым охлаждением, и он образует (упорядоченный) лед VIII ниже 273 К до ~ 8 ГПа. Выше этого давления температура перехода VII – VIII быстро падает, достигая 0 К при ~ 60 ГПа. Таким образом, лед VII имеет самое большое поле стабильности из всех молекулярных фаз льда. Кубические кислородные подрешетки, образующие основу структуры льда VII, сохраняются при давлениях не менее 128 ГПа; это давление существенно выше того, при котором вода полностью теряет свой молекулярный характер, образуя лед X. Во льдах высокого давления протонная диффузия (движение протонов вокруг кислородной решетки) преобладает над молекулярной диффузией, эффект, который был измерен непосредственно.
Ученые предполагают, что лед VII может включать дно океана Европы, а также внесолнечных планет (таких как Gliese 436 b и Gliese 1214 b ), которые в основном состоят из вода.
В 2018 году лед VII был обнаружен среди включений, обнаруженных в природных алмазах. В связи с этим доказательством того, что лед VII существует в природе, Международная минералогическая ассоциация должным образом классифицировала лед VII как отдельный минерал. Предположительно, лед VII образовался, когда вода, задержанная внутри алмазов, сохраняла высокое давление глубокой мантии из-за прочности и жесткости алмазной решетки, но охлаждалась до поверхностных температур, создавая необходимую среду с высокими температурами. давление без высокой температуры.
