Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Лёд Ih — стабильная гексагональная кристаллическая разновидность водного льда. Практически весь лёд в биосфере Земли состоит из этой модификации льда, кроме которого присутствует крайне незначительное количество льда Iс в верхних слоях атмосферы и некоторое количество льда XI в Антарктиде; также в одном из алмазов был обнаружен лёд VII.[1] Лёд Ih стабилен при температурах до 200 °C и давлении 0,2 ГПа.
Лёд Ih имеет множество особенностей. Благодаря некоторым из них и возможна жизнь на Земле.
Содержание
Кристаллическая структура
Кристаллическая структура льда Ih разупорядочена по атомам водорода. Атомы кислорода образуют гексагональную решетку, пространственная группа Р 63/mmc, параметры a = 0,4514 нм, c = 0,7352 нм.
Во льду Ih каждая молекула Н2O окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, находящимися на одинаковых расстояниях от неё, равных 0,276 нм и размещённых в вершинах правильного тетраэдра.
Физические свойства
Ажурная структура такого льда приводит к тому, что его плотность, равная 916,7 кг/м при 0 °C, ниже плотности воды (999,8 кг/м) при той же температуре. Поэтому вода, превращаясь в лёд, увеличивает свой объём примерно на 9 %. Лёд, будучи легче жидкой воды, образуется на поверхности водоёмов, что препятствует дальнейшему замерзанию воды.
Высокая удельная теплота плавления льда, равная 330 кДж/кг, (для сравнения — удельная теплоты плавления железа равна 270 кДж/кг), служит важным фактором в обороте тепла на Земле. Так, чтобы растопить 1 кг льда или снега, нужно столько же тепла, чтобы нагреть литр воды от 0 до 80 °C.
В 2025 году были открыты флексо-[англ.] и сегнетоэлектрические свойства тонкого слоя льда Ih. При деформации слоя льда толщиной 15-20 нм при температурах 143—273 К наблюдалось увеличение электрической поляризации материала. При охлаждении ниже 203 К эффект заметно усилился, достигнув максимума при 164,6 ± 1,7 К, что было объяснено сегнетоэлектрическим фазовым переходом. Пьезоэлектрический эффект при этом был исключён.[2][3]
Другие модификации льда
Обычный водный лёд относится по номенклатуре Бриджмена ко льду Ih. В лабораторных условиях (при разных температурах и давлениях) были созданы разные модификации льда: от льда II до льда XIX.
Примечания
- Tschauner O, et al. (9 марта 2018). Ice-VII inclusions in diamonds: Evidence for aqueous fluid in Earth's deep mantle. Science. 359 (6380): 1136–1139.
- Обычный лед оказался флексоэлектрическим. И проявил сегнетоэлектрические свойства (неопр.). Nplus1.ru (2 сентября 2025). Дата обращения: 8 сентября 2025.
-
Ссылки- Chaplin, Martin. Cubic Ice (Ice Ic) (неопр.). Water Structure and Science (11 августа 2009). Дата обращения: 2 сентября 2009. Архивировано 27 марта 2012 года.
|
|