Сколько аллотропных состояний имеет Н2О (вода)

Аллотропия – сложное явление, и многие люди часто путают ее с другими схожими понятиями. Так что тем, кого интересуют «аллотропные состояния воды», необходимо подробно разобраться в этом явлении.

Что такое аллотропия

В науке существует такое явление, как аллотропия – то есть способность химического элемента образовывать несколько простых веществ, которые отличаются только кристаллической решеткой (особенностями химической связи, формой и порядком сцепления атомов вещества между собой). Аллотропия не зависит от агрегатного состояния вещества, ей могут обладать как твердые вещества, так и жидкости или плазма. Пример этого, со стороны кажущегося сложным, явления известен каждому школьнику: твердый алмаз и хрупкий графит. Оба представляют собой скрепленные между собой химической связью атомы углерода (С), только кристаллическая решетка графита похожа на плоские чешуйки, а вот структура алмаза представляет собой ветвистые соединения. Именно поэтому один и тот же химический элемент, находящийся в одном и том же агрегатном состоянии, имеет такие разные свойства.

Почему возникает путаница

Если рассматривать именно воду – она является сложным веществом. Иначе говоря, ее молекулы состоят из нескольких атомов, а термин «аллотропные модификации» применяется только по отношению к простым веществам. Аллотропию часто путают с явлением «полиморфизма» химических веществ, которое возникает только в тех веществах, которые находятся в твердом агрегатном состоянии. Путаница произошла оттого, что и тот, и другой термин одновременно применим к веществам, являющимся и простыми, и твердыми в одно и то же время. Примером может послужить железо – оно при комнатной температуре находится в твердом агрегатном состоянии и в то же время является простым веществом, то есть состоит только из атомов одного химического элемента, которые не связаны в молекулы.

Вывод

Термин «аллотропия» можно применять только по отношению к простым веществам, а вода является сложным веществом. Поэтому она, находясь в твердом агрегатном состоянии (в виде льда), обладает как раз полиморфными модификациями. По последним данным обнаружено четырнадцать различных видов структуры льда, но, возможно, в скором времени откроют еще не одну. Большинство из этих модификаций могут существовать только в условиях космоса, при низких температурах (ниже 110 градусов по Цельсию) или при высоком давлении (до 700 атмосфер). Из этого следует вывод, что на вопрос «сколько аллотропных состояний имеет вода», можно ответить одним-единственным словом – нисколько.