水的三態？

01-07

水的氣態液態大部分人都知道。但是水的固態除了冰之外還有其他的嗎？水可以被壓縮嗎？求解~

感謝評論區dalao指正，是我沒分清相結構和物態。

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先說答案：1.水的固態就叫冰，但是冰有很多種不同的相結構。2.水可以被壓縮

水的固態就叫冰，但是冰有17種不同的相結構。

這麼多中冰，雖然都算是通常意義上的「固體」，但從物理上它們卻因為晶體結構的不同而被劃分成了多種相（因為晶體結構的不同，所以它們的在物理性質上存在差異）。從一種冰到另一種冰的轉化過程也是相變。

（水的相圖，橙色部分為氣態（Vapour），綠色部分為液態（Liquid），藍色部分為固態（Solid），藍色部分被各種藍色線分成的若干小部分就代表了冰的不同種狀態；圖片來源：Ice - Wikipedia）

1. Ice Ih

（Ice Ih 的晶體結構，虛線代表氫鍵；圖片來源：Ice Ih - Wikipedia）

Ice Ih 為六方晶系，幾乎自然界所有的冰都是以 Ice Ih 的形態存在，只有一少部分是以Ice Ic的形式存在。

2. Ice Ic

Ice Ic 是一種立方晶系的處於亞穩態的冰。氧原子按金剛石的結構進行排列。這種狀態的冰在 130K 到 220K 之間生成，可存在於最高 240K，這是它就會轉變成 Ice Ih。Ice Ic可能存在於高層大氣中。

3. Ice II

Ice II的晶體結構為三方，它具有高度有序的結構。對 Ice Ih 在198K時施加 300MPa 的壓強，或對 Ice V 進行減壓。當對 Ice II 加熱時它轉變成 Ice III。

4. Ice III

Ice III屬於四方晶系，在250K，300MPa的條件下對水進行降溫可形成 Ice III。它是冰在高壓態下密度最小的。

5. Ice IV

Ice IV 是一種亞穩態的三方晶體，它可形成於在810MPa的壓強下對高密度的非晶態的冰進行降溫。在沒有成核劑的情況下很難形成。

6. Ice V

Ice V 為一種單斜晶體。將水在253K，500MPa的條件下進行冷卻可以得到Ice V。這是冰所有相中晶體結構最複雜的。

7. Ice VI

Ice VI 為一種四方晶體。將水在270K，1.1GPa的條件下進行冷卻可以得到 Ice VI。存在Debye弛豫

8. Ice VII

Ice VII 是立方晶體。氫原子的位置是混亂的，氫鍵形成於兩個相互貫穿的晶胞。

9. Ice VIII

Ice VIII 的結構比 Ice VII 更加有序，其中氫原子佔據固定的位置。將 Ice VII 在低於278K時降溫可以得到 Ice VIII。

10. Ice IX

Ice IX 屬於四方晶系。將 Ice III 從208K 緩慢地降溫到165K，穩定存在於低於140K的溫度下，200MPa到400MPa的壓強之間，它的密度為1.16 g/cm3，比普通冰的密度稍微高一點。

水分子之間是有空隙的，在施加高壓的條件下，水分子之間的空隙是可以縮小的，所以水是可以壓縮的只不過壓縮係數很大就是了。

搜索水三相圖有真相

我用高中水平來回答一下眾所周知物質的三態是因為分子之間的距離改變而改變的氣體壓縮變液體液體壓縮變固體水同理。之前還看過一個電影介紹了愛因斯坦凝聚態感興趣可以去搜索一下貌似是愛因斯坦預言的人類創造的一種超脫固液氣物質狀態的存在電影名字叫幽冥很無聊