常温常圧下で、アスタチンを除くハロゲン元素は二原子分子を形成し、分子量の増加によるファンデルワールス力の増大に伴い、気体（フッ素、塩素）、液体（臭素）、固体（ヨウ素）の状態をとる。塩素、臭素、ヨウ素は、低温下または高圧下でCl2, Br2, I2等核二原子分子から成る分子性結晶(I相,斜方晶Cmca)を組む。ヨウ素に圧力を加えると21GPaから分子解離が始まり、30GPaで分子性が失われヨウ素原子から成るII相(斜方晶bco)に転移する。さらに45GPaでIII相(正方晶bct) へ, 55GPaでIV相(立方晶fcc)へと遂次相転移することは以前から知られている。さらに後にI相とII相の間の24GPa付近で、I2分子とI原子の中間的な状態をもったV相(非整合変調構造)の存在が発見された。この相は原子間距離が近い部分と遠い部分がゆらいだ変調構造を組み、そのゆらぎの周期は結晶格子の周期と非整合（インコメンシュレート）であることが報告された。 一方、臭素については、これまで高圧下でのRaman測定がKumeらによって報告された。そのスペクトルの圧力変化はヨウ素のものと類似しており、84GPa以上の高圧下において、100cm^-1以下の低波数領域にヨウ素中間相V相の非整合変調構造のモジュレーションに起因する振幅モードと類似したピークが観測されている。このことは、臭素においても超高圧下においてヨウ素と類似した非整合変調構造が出現している可能性がある。一方、FujiiらやFujihisaらによる粉末X線回折測定では、約80GPa以上の圧力領域で分子解離が報告されているため、高圧下での構造はヨウ素の分子解離相II相と類似していると考えられるが、分子解離相の前に変調構造が現れるかどうかについては明確ではない。

カテゴリ: 物理
質問: ヨウ素の分子解離が始まってからIV相に転移するまで加えた圧力は何GPaですか？
回答: ヨウ素の分子解離が始まるのは21GPa、IV相に転移するのは55GPaなので、55-21=34より、加えた圧力は34GPaです。