Ice IV
બરફ IV એ બરફનો મેટાસ્ટેબલ ઉચ્ચ દબાણનો તબક્કો છે. તે ત્યારે રચાય છે જ્યારે પ્રવાહી પાણીને પ્રચંડ બળ સાથે સંકુચિત કરવામાં આવે છે. તૈયારી પ્રવાહી પાણીમાંથી બરફ IV ને પસંદગીયુક્ત રીતે સ્ફટિકીકરણ કરવા માટે કેટલાક કાર્બનિક ન્યુક્લિયેટિંગ રીએજન્ટ્સની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી, પરંતુ આવા રીએજન્ટ્સ સાથે પણ, પ્રવાહી પાણીમાંથી બરફ IV નું સ્ફટિકીકરણ ખૂબ જ મુશ્કેલ હતું અને તે એક અવ્યવસ્થિત ઘટના હોવાનું જણાય છે. 2001માં, સાલ્ઝમેન અને તેમના સહકાર્યકરોએ પુનઃઉત્પાદનક્ષમ રીતે બરફ IV તૈયાર કરવા માટે એક સંપૂર્ણ નવી પદ્ધતિની જાણ કરી હતી; જ્યારે ઉચ્ચ-ઘનતા આકારહીન બરફ (એચડીએ) ને 0.40 કે/મિનિટના દરે અને 0.81 જીપીએના દબાણથી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે બરફ IV લગભગ 165 કે પર સ્ફટિકીકરણ થાય છે. સ્ફટિકીકરણના ઉત્પાદનોને જે નિયંત્રિત કરે છે તે ગરમીનો દર છે; ઝડપી ગરમી (10 કે/મિનિટથી વધુ) એક તબક્કાના બરફ XIIની રચનામાં પરિણમે છે. સ્ફટિક માળખું બરફ IVનું સ્ફટિક માળખું એન્ગલહાર્ટ અને કેમ્બ દ્વારા 1981માં નીચા-તાપમાનના એક-સ્ફટિક એક્સ-રે વિવર્તન દ્વારા સ્પષ્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. તેની રચનાનું વર્ણન આર-3સીના અવકાશ જૂથ સાથે રોમ્બોહેડ્રલ એકમ કોષ દ્વારા કરવામાં આવ્યું છે. હાઇડ્રોજન ભૂમિતિ સંપૂર્ણપણે અવ્યવસ્થિત હોવાનું સૂચવવામાં આવ્યું હતું કારણ કે IR અને રમન સ્પેક્ટ્રા માત્ર વ્યાપક શિખરો ધરાવે છે, અને અવ્યવસ્થિત પ્રકૃતિની પુષ્ટિ લોબ્બન (1998) અને ક્લોટ્ઝ એટ અલ દ્વારા ન્યુટ્રોન પાવડર વિવર્તન અભ્યાસ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. (2003). વધુમાં, બ્રિજમેનના માપ અનુસાર બરફ છઠ્ઠો (અવ્યવસ્થિત તબક્કો) અને બરફ ચોથો વચ્ચેનો એન્ટ્રોપી તફાવત ખૂબ જ ઓછો છે. એન્જેલહાર્ટ-કેમ્બ કોલેપ્સ (ઇ. કે. સી.) એન્જેલહાર્ટ અને કેમ્બે 1981માં પેપરમાં ઉલ્લેખ કર્યો હતો કે બરફ IVની રચના કેટલાક હાઇડ્રોજન બંધને કાપીને અને બનાવીને અને સૂક્ષ્મ માળખાકીય વિકૃતિઓ ઉમેરીને બરફ Icની રચનામાંથી મેળવી શકાય છે. શેફર્ડ એટ અલ. NH4F II, જેનું હાઇડ્રોજન-બંધાયેલ નેટવર્ક બરફ IV જેવું જ છે, તેને મેળવવા માટે NH4F, બરફની આઇસોસ્ટ્રક્ચરલ સામગ્રીના આજુબાજુના તબક્કાને સંકુચિત કરે છે. બરફ Ih ના સંકોચનના પરિણામે બરફ IV નહીં પણ ઉચ્ચ-ઘનતા આકારહીન બરફ (HDA) ની રચના થાય છે, તેમણે દાવો કર્યો હતો કે બરફ I નું બરફ IV માં સંકોચન-પ્રેરિત રૂપાંતર મહત્વપૂર્ણ છે, તેને "એન્જેલહાર્ટ-કેમ્બ પતન" (EKC) નામ આપ્યું હતું. તેઓએ સૂચવ્યું કે આપણે બરફ Ih માંથી સીધો બરફ IV મેળવી શકતા નથી તેનું કારણ એ છે કે બરફ Ih હાઇડ્રોજન-અવ્યવસ્થિત છે; જો ઓક્સિજન પરમાણુઓ બરફ IV માળખામાં ગોઠવાયેલા હોય, તો દાતા-સ્વીકારનારની મેળ ખાતી ન હોવાને કારણે હાઇડ્રોજન બંધન ન પણ બની શકે. ઉપર ચર્ચા કર્યા મુજબ, બરફ IV એ હાઇડ્રોજન-અવ્યવસ્થિત તબક્કો છે. જોકે, તેના આદેશિત પ્રતિરૂપની હજુ સુધી જાણ કરવામાં આવી નથી. સાલ્ઝમેન એટ અલ. (2011) અહેવાલ આપ્યો કે એચસીએલ-ડોપ્ડ બરફ IV ના ડીએસસી થર્મોગ્રામમાં આશરે 120 કે. પર એન્ડોથર્મિક લક્ષણ જોવા મળે છે. દસ વર્ષ પછી, રોસુ-ફિન્સન અને સાલ્ઝમેન (2021) એ વધુ વિગતવાર ડીએસસી ડેટાનો અહેવાલ આપ્યો જ્યાં ઉચ્ચ દબાણ પર નમૂનાને શમન-પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે ત્યારે એન્ડોથર્મિક લક્ષણ મોટું બને છે. તેમણે પ્રાયોગિક પરિણામોને સમજાવવા માટે ત્રણ દૃશ્યો રજૂ કર્યાઃ નબળા હાઇડ્રોજન-ઓર્ડરિંગ, ઓરિએન્ટેશનલ ગ્લાસ ટ્રાન્ઝીશન અને યાંત્રિક વિકૃતિઓ. સંદર્ભો પાણી બરફ