Регистрация
Войти
Стать экспертом Правила
Другие предметы

Что такое супер ионный лёд, полученный из воды? Как удаётся его получить?

ОТВЕТЫ

Суперионные проводники -- это кристаллические вещества, в которых имеется жесткая кристаллическая решетка из ионов одного типа, по междоузлиям которой могут свободно перемещаться ионы другого типа, которые не образуют упорядоченной подрешетки. Возникает такое состояние в результате так называемого внутреннего плавления -- фазового перехода, при котором упорядоченная подрешетка одного из ионов разрушается и становится неупорядоченной, что приводит к резкому скачку ионной проводимости на несколько порядков.

Вода обычно не образует ионных решеток. Ковалентные связи в молекуле воды прочны, а разница в электроотрицательнос­ти водорода и кислорода невелика, поэтому в кристаллической решетке сохраняются индивидуальные молекулы воды, и лишь изредка мы имеем дело с дефектом кристаллической структуры, в котором вместо двух нейтральных молекул имеется пара гидроксил-гидроксони­й. Исключением является лед-VII, особенностью которого является делокализация протонов, превращающая привычную молекулу воды в виде "уголка" в правильный тетраэдр, в вершинах которого находится "полпротона". То есть протон-то целый, но он делокализован между двумя вершинами тетраэдра. И вот эта делокализация создает предпосылку к возникновению подвижности протонов и плавлению протонной подрешетки при некоторой температуре.

Это явление удалось пронаблюдать экспериментально, создав ударные волны в образце льда-VII (который получается при сжатии льда до давления 2,5 ГПа при комнатной температуре между алмазными наковальнями). В ударной волне создается скачок давления и температуры. Давление стабилизирует решетку льда, не давая ему расплавиться и испариться, а высокая температура переводит лед-VII в суперионное состояние. При этом наблюдался резкий рост проводимости (лед-VII диэлектрик, как и другие льды), и резкий рост светопоглощения, также связанного с появлением свободных протонов.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
148
Контакты
Реклама на сайте
Спрошу
О проекте
Новым пользователям
Новым экспертам