Gelo VII é uma forma cristalina cúbica de gelo. O gelo comum da água é conhecido como gelo Ih (na nomenclatura de Bridgman). Diferentes tipos de gelo, do gelo II ao gelo XVIII, têm sido criados em laboratório a diferentes temperaturas e pressões.

Características O gelo VII é metaestável em uma ampla faixa de temperaturas e pressões e se transforma em gelo amorfo de baixa densidade em temperaturas acima de 120 K.S. Klotz, J. M. Besson, G. Hamel, R. J. Nelmes, J. S. Loveday and W. G. Marshall, Metastable ice VII at low temperature and ambient pressure, Nature 398 (1999) 681–684. O gelo VII tem um ponto triplo com a água líquida e o gelo VI a 355 K e 2,216 GPa, com a linha de fusão se estendendo até pelo menos 715 K e 10 GPa.

O gelo VII pode ser formado a partir da redução da temperatura da água líquida a uma pressão acima acima de 3 GPa, a partir da descompactação do gelo VI de água pesada (D2O) abaixo de 95 K, a partir da compressão rápida via ondas de choque (o que leva nanossegundos) e a partir do aumento da pressão no gelo VI à temperatura ambiente.

Como a maioria das fases do gelo (incluindo o gelo Ih ), as posições dos átomos de hidrogênio são desordenadas.. Além disso, os átomos de oxigênio são desordenados em vários locais. ... A estrutura do gelo VII compreende uma estrutura de ligação de hidrogênio na forma de duas sub-redes interpenetrantes (mas não ligadas). As ligações de hidrogênio passam pelo centro dos hexâmeros da água e, portanto, não conectam as duas redes.

O gelo VII tem uma densidade de cerca de 1,65 g cm-3 (a 2,5 GPa e 298 K), D. Eisenberg and W. Kauzmann, The structure and properties of water (Oxford University Press, London, 1969); (b) The dodecahedral interstitial model is described in L. Pauling, The structure of water, In Hydrogen bonding, Ed. D. Hadzi and H. W. Thompson (Pergamon Press Ltd, London, 1959) pp 1–6. que é menor do que o dobro da densidade do gelo Ic, pois as distâncias entre redes de O–O são 8% mais longas (a 0,1 MPa) do que o possível para permitir a interpenetração. A célula unitária cúbica tem um comprimento lateral de 3,3501 Å (para D2O, a 2,6 GPa e 295 K) e contém duas moléculas de água.

O gelo VII é a única fase desordenada do gelo que pode ser ordenada por um simples resfriamento, e forma gelo VIII (ordenado) a temperaturas abaixo de 273 K até pressões de aproximadamente 8 GPa. Acima dessa pressão, a temperatura de transição entre o gelo VII e o gelo VIII cai rapidamente, atingindo 0 K a aproximadamente 60 GPa. . Assim, o gelo VII tem o maior campo de estabilidade de todas as fases moleculares do gelo. As sub-redes de oxigênio cúbico que formam a espinha dorsal da estrutura do gelo VII persistem a pressões de pelo menos 128 GPa; . essa pressão é substancialmente mais alta do que aquela em que a água perde completamente seu caráter molecular, formando gelo X. Em gelos de alta pressão, a difusão protônica (movimento de prótons ao redor da rede de oxigênio) domina a difusão molecular, um efeito que foi medido diretamente.

Ocorrência natural Cientistas levantam a hipótese de que o gelo VII possa constituir o fundo do oceano de Europa, bem como planetas extra-solares (como Gliese 436 b e Gliese 1214 b), que são em grande parte feitos de água.University of Liège (2007, May 16). Astronomers Detect Shadow Of Water World In Front Of Nearby Star. ScienceDaily. Retrieved Jan. 3, 2010, from

Em 2018, o gelo VII foi identificado entre inclusões encontradas em diamantes naturais. Devido a essa demonstração de que o gelo VII existe na natureza, a Associação Internacional de Mineralogia classificou o gelo VII como um mineral distinto. O gelo VII foi presumivelmente formado quando a água presa no interior dos diamantes reteve a alta pressão do manto profundo devido à força e rigidez das redes do diamante, mas resfriou-se às temperaturas da superfície, produzindo o ambiente necessário de alta pressão sem uma alta temperatura.

Notas

Categoria:Glaciologia