Is VII

Kristallstrukturen av Ice VII. De röda atomerna är syre medan de rosa atomerna är väte. Bild genererad med CrystalMaker®.

Is VII är en kubisk kristallin form av is . Det kan bildas av flytande vatten över 3 GPa (30 000 atmosfärer) genom att sänka dess temperatur till rumstemperatur, eller genom att dekomprimera tungt vatten (D 2 O) is VI under 95 K. (Olika typer av is, från is II till is XVIII , har skapats i laboratoriet vid olika temperaturer och tryck. Vanlig vattenis är känd som is Ih i Bridgman- nomenklaturen .) Is VII är metastabil över ett brett område av temperaturer och tryck och omvandlas till amorf is med låg densitet (LDA ) ) över 120 K (−153 °C). Is VII har en trippelpunkt med flytande vatten och is VI vid 355 K och 2,216 GPa, där smältlinjen sträcker sig till minst 715 K (442 °C) och 10 GPa. Ice VII kan bildas inom nanosekunder genom snabb kompression via stötvågor. Det kan också skapas genom att öka trycket på is VI vid omgivningstemperatur. Vid cirka 5 GPa blir Ice VII den tetragonala Ice VII t .

Liksom majoriteten av isfaserna (inklusive is Ih ) är väteatomernas positioner oordnade. Dessutom syreatomerna oordnade på flera platser. Strukturen av is VII innefattar ett av vätebindning i form av två interpenetrerande (men obundna) subgitter. Vätebindningar passerar genom mitten av vattenhexamererna och förbinder alltså inte de två gittren. Is VII har en densitet på cirka 1,65 g cm −3 (vid 2,5 GPa och 25 °C (77 °F; 298 K)), vilket är mindre än två gånger den kubiska isdensiteten eftersom O–O-avstånden inom nätverket är 8 % längre (vid 0,1 MPa) för att möjliggöra interpenetration. Den kubiska enhetscellen har en sidolängd på 3,3501 Å (för D2O, vid 2,6 GPa och 22 °C (72 °F; 295 K)) och innehåller två vattenmolekyler.

Is VII är den enda oordnade fasen av is som kan beställas genom enkel kylning, och den bildar (ordnad) is VIII under 273 K upp till ~8 GPa. Över detta tryck sjunker VII–VIII-övergångstemperaturen snabbt och når 0 K vid ~60 GPa. Således har is VII det största stabilitetsfältet av alla de molekylära faserna av is. De kubiska syreundergittren som bildar ryggraden i isens VII-struktur håller i sig vid tryck på minst 128 GPa; detta tryck är avsevärt högre än det vid vilket vatten helt förlorar sin molekylära karaktär och bildar is X . I högtrycksisar dominerar protonisk diffusion (förflyttning av protoner runt syregittret) molekylär diffusion, en effekt som har uppmätts direkt.

Naturlig förekomst

Europas havsbotten såväl som extrasolära planeter (som Gliese 436 b och Gliese 1214 b ) som till stor del är gjorda av vatten.

2018 identifierades is VII bland inneslutningar som finns i naturliga diamanter . På grund av denna demonstration att is VII finns i naturen, International Mineralogical Association vederbörligen is VII som ett distinkt mineral . Isen VII bildades förmodligen när vatten som fångats inuti diamanterna behöll det höga trycket i den djupa manteln på grund av styrkan och styvheten hos diamantgittret, men kyldes ner till yttemperaturer, vilket gav den erforderliga miljön med högt tryck utan hög temperatur.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ice_VII&oldid=1134967787 "