氷III
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/11/13 16:37 UTC 版)
氷III（こおりさん、ice III）は、高圧で生じる氷多形のひとつ。パーシー・ブリッジマンによる高圧力下での水の体積測定によって1912年に報告された[1]。
氷IIIは、液体の水を250 Kまで0.25 GPaで冷却することによって結晶化させることができる。また、200 K付近で氷Ih相を加圧すると、相図によれば氷IIが結晶化するが、実験においては加圧速度が速い場合などにおいて、準安定相として氷IIIが得られることがわかっている[2][3]。
結晶構造
氷IIIの結晶構造は空間群P41212をもち、正方晶の単位格子で説明される（a=6.80 Å, c=6.86 Å）[4][5]。Lobbanらの中性子回折実験に基づく構造解析によると、氷IIIはそれ自体が部分的に配向秩序化した構造をもつ。
氷IX
氷IIIは、およそ160 K以下に冷却することで、水素秩序化した氷IXへと相転移する[6][7]。氷IXの空間群は氷IIIと同じくP41212であり、ほぼ完全に水素秩序化した構造をもつ[8]。これは、2025年時点で、無秩序相と秩序相が同一の空間群を持つ唯一の例である。
脚注
- ^ Bridgman, P, Water, in the Liquid and Five Solid Forms, under Pressure, JSTOR 20022754.pdf
- ^ Bauer, Marion; Elsaesser, Michael S.; Winkel, Katrin; Mayer, Erwin; Loerting, Thomas (June 27, 2008). “Compression-rate dependence of the phase transition from hexagonal ice to ice II and/or ice III”. Physical Review B 77 (22). doi:10.1103/PhysRevB.77.220105. ISSN 1098-0121 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Bauer, Marion; Winkel, Katrin; Toebbens, Daniel M.; Mayer, Erwin; Loerting, Thomas (December 14, 2009). “Hexagonal ice transforms at high pressures and compression rates directly into “doubly metastable” ice phases”. The Journal of Chemical Physics 131 (22). doi:10.1063/1.3271651. ISSN 0021-9606 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Kamb, B.; Prakash, A. (1968-10-15). “Structure of ice III”. Acta Crystallographica Section B Structural Crystallography and Crystal Chemistry 24 (10): 1317–1327. doi:10.1107/S0567740868004231 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Lobban, Colin; Finney, John L.; Kuhs, Werner F. (April 22, 2000). “The structure and ordering of ices III and V”. The Journal of Chemical Physics 112 (16): 7169–7180. doi:10.1063/1.481282. ISSN 0021-9606 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Whalley, E.; Heath, J. B. R.; Davidson, D. W. (March 1, 1968). “Ice IX: An Antiferroelectric Phase Related to Ice III”. The Journal of Chemical Physics 48 (5): 2362–2370. doi:10.1063/1.1669438. ISSN 0021-9606 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Nishibata, K.; Whalley, E. (April 15, 1974). “Thermal effects of the transformation ice III–IX”. The Journal of Chemical Physics 60 (8): 3189–3194. doi:10.1063/1.1681505. ISSN 0021-9606 2025年11月13日閲覧。.
- ^ La Placa, Sam J.; Hamilton, Walter C.; Kamb, Barclay; Prakash, Anand (January 15, 1973). “On a nearly proton-ordered structure for ice IX”. The Journal of Chemical Physics 58 (2): 567–580. doi:10.1063/1.1679238. ISSN 0021-9606 2025年11月13日閲覧。.
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