Вода при давлении 2 ГПа кристаллизуется в лёд-VII с молекулами H₂O в кубической решётке, содержащей водородные связи в восьми направлениях.
Часто спрашивают
Правда ли, что вода при давлении 2 ГПа кристаллизуется в лёд-VII с молекулами H₂O в кубической решётке, содержащей водородные связи в восьми направлениях?
Лёд-VII был открыт в конце XIX века при систематическом изучении фазовых диаграмм воды под высоким давлением. Исследователи, работавшие с прессовым оборудованием, обнаружили, что при давлении около 2 ГПа (20 000 атмосфер) вода кристаллизуется в совершенно иную структуру, нежели знакомый нам лёд-Ih, образующийся в природе при атмосферном давлении. Отличие лёда-VII от обычного льда кардинально: если в лёде-Ih каждая молекула воды образует четыре водородные связи с соседями, расположенными в тетраэдрической конфигурации, то в лёде-VII молекулы упаковываются в кубическую решётку, где каждая H₂O может участвовать в восьми водородных связях одновременно. Это приводит к значительному увеличению плотности — 1,17 г/см³ против 0,92 г/см³ обычного льда. Парадоксально, но более плотная структура требует более высокого давления для стабилизации, что противоречит интуитивному ожиданию и демонстрирует сложность фазовых переходов вещества. Открытие лёда-VII имело огромное значение для понимания полиморфизма воды — способности одного вещества существовать в множестве кристаллических форм. Сегодня известно более двадцати фаз льда, каждая со своими условиями стабильности. Знание этих фаз критично для астрохимии: по расчётам, лёд-VII и его родственные формы должны существовать в недрах ледяных спутников Юпитера (Европа, Ганимед) и Сатурна (Энцелад), где внешнее давление достаточно велико.
К какой категории относится этот факт?
Этот факт относится к категории «Химия». В этом разделе собраны другие удивительные факты по той же теме.
🎮 Сыграть в «Факт или вымысел?»