氷XVII
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/11/14 15:47 UTC 版)
氷XVII（こおりじゅうなな, ice XVII）は、氷多形のひとつで、常圧付近で生じる準安定相。2016年、氷XVIに類似した、クラスレートハイドレートからゲスト分子を抜き取るという方法で報告された[1]。
合成方法と構造
氷Ihをオートクレーブ中で水素圧力430 MPaにさらし、水素ハイドレートの高圧相であるC0相を合成したのち、液体窒素温度で常圧に回収し、110 Kで真空引きすることで得られる。 発見者らによる中性子回折法を用いた構造解析によれば、空間群は P6122, 25 Kにおける格子定数は a = 6.32849(14) Å, c = 6.05472(22) Åである[2]。 完全な水素無秩序構造をもち、2025年現在、配向秩序相は観測されていない。氷XVIIを再度水素圧力下にさらすと、水素をふたたびケージの中に入れることができる[1][3]。また、氷XVIIは他のガス分子でも充填することができ、ネオンおよび酸素を取り込んだ氷XVIIの構造が報告されている[4]。
氷XVIIを経由した積層不整のない氷Ic
氷Icは、ダイヤモンド格子をもつ氷で、氷Ih相と同じ密度をもつ。過冷却水の凍結などから得られることが知られている[5]が、長らく、積層不整のない氷Icは観測されていなかった。 2020年、氷XVIIを加熱することで、積層不整のほとんどない氷Icを作製できることが報告された。このようにして作成された氷Icは、180 K付近から徐々に氷Ihへと転移し始め、220 Kまでには完全な氷Ihへと不可逆相転移を起こすことが報告されている[6][7]。
参考文献
- ^ a b del Rosso, Leonardo; Celli, Milva; Ulivi, Lorenzo (7 November 2016). “New porous water ice metastable at atmospheric pressure obtained by emptying a hydrogen-filled ice”. Nature Communications 7 (1). doi:10.1038/ncomms13394. ISSN 2041-1723. PMC 5103070. PMID 27819265 2025年11月13日閲覧。.
- ^ del Rosso, Leonardo; Grazzi, Francesco; Celli, Milva; Colognesi, Daniele; Garcia-Sakai, Victoria; Ulivi, Lorenzo (1 December 2016). “Refined Structure of Metastable Ice XVII from Neutron Diffraction Measurements”. The Journal of Physical Chemistry C 120 (47): 26955–26959. doi:10.1021/acs.jpcc.6b10569. ISSN 1932-7447.
- ^ del Rosso, L.; Colognesi, D.; Donati, A.; Rudić, S.; Celli, M. (21 April 2024). “Microscopic dynamics of gas molecules confined in porous channel-like ice structure”. The Journal of Chemical Physics 160 (15). doi:10.1063/5.0201961. ISSN 0021-9606 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Catti, Michele; del Rosso, Leonardo; Ulivi, Lorenzo; Celli, Milva; Grazzi, Francesco; Hansen, Thomas C. (2019). “Ne- and O 2 -filled ice XVII: a neutron diffraction study”. Physical Chemistry Chemical Physics 21 (27): 14671–14677. doi:10.1039/C9CP02218J. ISSN 1463-9076 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Murray, Benjamin J.; Knopf, Daniel A.; Bertram, Allan K. (2005). “The formation of cubic ice under conditions relevant to Earth's atmosphere”. Nature 434 (7030): 202–205. doi:10.1038/nature03403. ISSN 0028-0836 2025年11月13日閲覧。.
- ^ del Rosso, Leonardo; Celli, Milva; Grazzi, Francesco; Catti, Michele; Hansen, Thomas C.; Fortes, A. Dominic; Ulivi, Lorenzo (2020). “Cubic ice Ic without stacking defects obtained from ice XVII”. Nature Materials 19 (6): 663–668. doi:10.1038/s41563-020-0606-y. ISSN 1476-1122 2025年11月13日閲覧。.
- ^ Celli, Milva; Ulivi, Lorenzo; del Rosso, Leonardo (6 August 2020). “Raman Investigation of the Ice Ic–Ice Ih Transformation”. The Journal of Physical Chemistry C 124 (31): 17135–17140. doi:10.1021/acs.jpcc.0c05136. ISSN 1932-7447 2025年11月13日閲覧。.
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