**Սառույց III,** ջրային սառույցի տետրագոնային բյուրեղային տարատեսակ։ Կարելի է ստանալ ջուրը 300 ՄՊա ճնշման տակ մինչև -23 °C (250 Կ) ջերմաստիճանը սառեցնելով։ Դրա խտությունը ավելի մեծ է, քան ջրի խտությունը, բայց այն ամենաքիչ խիտն է բարձր ճնշման գոտում գտնվող բոլոր տեսակի սառույցների մեջ (1.16 գ / սմ³ 350 ՄՊա ճնշմամբ)։ Նույն ճնշման դեպքում ջրի խտությունը կազմում է մոտ 1,12գ/սմ³:

350 ՄՊա ճնշման դեպքում III սառույցի խտությունը 1.16 գ /սմ³ է։ Ստատիկ դիէլեկտրական թափանցելիությունը 117 է։  

Սովորական ջրային սառույցը, ըստ Բրիջմանի անվանացանկի, պատկանում է Ih սառույցին։ Լաբորատոր պայմաններում (տարբեր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում) ստեղծվել են սառույցի տարբեր տարատեսակներ՝ սառույց II- ից մինչև սառույց XVI :

Հայտնագործման պատմություն
-------------------------

Բարձր ճնշման սառույցի փոփոխությունները առաջին անգամ հայտնաբերել է Բրիջմանը, ով 1912 թվականին կառուցել է ջրի փուլային դիագրամ։ Ուսումնասիրելով ջուրը տարբեր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում, նա, բացի սովորական սառույցից, բացահայտել է դրա կառուցվածքային փոփոխություններից ևս 6-ը, որոնք նա նշանակել է սառույց II - սառույց VII:

Մինչև 1960-ական թվականները սառույցի ձևափոխումների բյուրեղային կառուցվածքը պարզ չէր։ 1960 թվականին Բ․ Քեմբը (Barclay Camb) և Դատտան սառույցում ռենտգենյան դիֆրակցիայի վերլուծության շնորհիվ սառույց III-ում տետրագոնալ համաչափություն են հայտնաբերել, որը նման է սիլիցիումի օքսիդի՝ SiO2 -ի։

Ստացում
-------

Ջրի փուլային գծապատկերից մի հատված
Սառույց III- ը առավել հեշտությամբ է ստացվում և հարմար է բարձր ճնշման սառույցի հետազոտության համար։ Այն առաջին անգամ ստացվել է սովորական սառույցից −22 °C (սառույցի եռակի կետի Ih - սառույց III - ջուր) ջերմաստիճանում` ճնշումը հասցնելով 210 ՄՊա։

Հնարավոր է սառույցը III-ը ստանալ 210-350 ՄՊա ճնշմամբ ջուրը դանդաղ (մոտ 0,5 °C /րոպե) սառեցնելով մինչև եռակի կետից ցածր ջերմաստիճաններ (−22 °C):

Ուսումնասիրություններ անցկացնելու համար սառույց III-ը -40 °C ջերմաստիճանում կես ժամ պահելուց հետո արագորեն սառեցնում են հեղուկ ազոտով մինչև -175 °C-ից ցածր ջերմաստիճան։ Այս ջերմաստիճանում սառույց III- ը մետաստաբիլ է (կայունանման), այն պահպանում է իր կառուցվածքը, երբ ճնշումն ընկնում է մինչև մթնոլորտային ճնշումը, չնայած փուլային դիագրամում այդ ճնշումները և ջերմաստիճանը համապատասխանում են սառույց II-ին (200 ՄՊա-ից բարձր) և սովորական սառույցին (200 ՄՊա-ից ցածր)։

Սառույց III-ը անկայուն է ռենտգենյան ճառագայթների դեմ և արագ փլուզվում է ինտենսիվ ճառագայթահարման պայմաններում, ինչը ռենտգենյան դիֆրակցիայի վերլուծության համար դժվարություններ է առաջացնում։

Ֆիզիկական հատկություններ
------------------------

### Բյուրեղի կառուցվածքը

Սառույց III- ն ունի տետրագոնալ բյուրեղային ցանց (P41212): Մթնոլորտային ճնշման և -175 °C ջերմաստիճանի դեպքում ցանցի պարամետրերը կազմում են a = 6.73 ± 0.01 Å և c = 6.83 ± 0.01 Å, ջրածնային կապերի միջին երկարությունը 2.775 Å է։

Ի տարբերություն ուղիղ տետրագոնալ ցանցի, սառույց III- ն ունի խախտված բյուրեղային կառուցվածք։ Միջին հաշվով, յուրաքանչյուր մոլեկուլ ջրածնային կապերով կապված է 4-ի փոխարեն 3.2 հարևանի հետ, բայց մոտ 3,6 Å հեռավորության վրա կան ևս 2 կամ 3 հարևան մոլեկուլներ, որոնք կապված չեն ջրածնային կապերով։

### Փուլային գծապատկերի եռակի կետերը

Աղյուսակում տրված են սովորական և ծանր ջրի ճնշման և ջերմաստիճանի արժեքները եռակի կետերում։

| Фазы | H2O | D2O |
| --- | --- | --- |
| P, МПа | T, °C | P, МПа | T, °C |
| III | Ih | Ж | 209,9 | −21,985 | 202 | −18,8 |
| III | Ih | II | 212,9 | −34,7 | 225 | −31,0 |
| III | II | V | 344,3 | −24,3 | 347 | −21,5 |
| III | V | Ж | 350,1 | −16,986 | 348 | −14,5 |

### Հալման ջերմաստիճան

Աշխատանքի մեջ ներկայացված են սառույցի տարբեր փոփոխությունների հալման ջերմաստիճանի՝ ճնշումից կախվածության մաթեմատիկական արտահայտությունները։ Սառույց III-ը հալվում է 251.165 Կ (−21.985 °C) - 256.164 Կ (.916.986 °C) ջերմաստիճանների սահմանում, մինչդեռ ±3% սխալով չափված ճնշումը տատանվում է 209.9-ից 350.1 ՄՊա։ Սառույց Ih-ի և սառույցի III հալման մոդելները ներդաշնակեցնելու համար ընդունվել է ճնշում 258.566 ՄՊա (շեղումը փորձարարական արժեքից 0.64%) ճնշում`III- Ih-Հեղուկ եռակի կետի համար։ Այս ենթադրության համաձայն, հալման գծի վրա ճնշման կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով.

{\displaystyle P=146+62,56\left({\frac {T}{251,165}}\right)^{60}.}

Սկզբնական բանաձև  

Սկզբնական փուլում բանաձևն ստանում է հետևյալ տեսքը

{\displaystyle \ \pi =1-0,299948(1-\theta ^{60}),}
где

{\displaystyle \ \pi ={\frac {P}{208,566}};}
{\displaystyle \ \theta ={\frac {T}{251,165}}.}
Եռակի կետում փորձարարական արժեքի համար (P = 209.9 ՄՊա) բանաձևն ստանում է հետևյալ տեսքը'

{\displaystyle P=147,93+61,97\left({\frac {T}{251,165}}\right)^{60}.}

Վերջին բանաձևից ստանում ենք հալման ջերմաստիճանի՝ ճնշումից հետևյալ կախվածությունը.

{\displaystyle T=251,165\left({\frac {P-147,93}{61,97}}\right)^{\frac {1}{60}},}

որտեղ 209.9 <P <350.1 ՄՊա։

Բոլոր բանաձևերում ջերմաստիճանը չափվում է Կ- ով, ճնշումը՝ ՄՊա- ով։

Ծանոթագրություններ
------------------

1. 1 2  *Kamb, B. and Prakash, A.* Structure of ice III // *Acta Crystallographica Section B*. — 1968. — Vol. 24. — № 10. — P. 1317—1327.
2. ↑  Chaplin, Martin. (2009 թ․ օգոստոսի 11). "Water Phase Diagram". *Water Structure and Science*. Արխիվացված from the original on 2012 թ․ մարտի 27. Retrieved 2010 թ․ հունվարի 27.
3. ↑  IAPWS, Release on the pressure along the melting and the sublimation curves of ordinary water substance Archived 2008-10-06 at the Wayback Machine. (1993); P. W. Bridgman, Water, in the liquid and five solid forms, under pressure, Proc. Am. Acad. Arts Sci. 47 (1912) 439—558.

Արտաքին հղումներ
----------------

* Chaplin, Martin. (2008 թ․ հունիսի 23). "Ice-three (Ice III)". *Water Structure and Science*. Արխիվացված from the original on 2012 թ․ մարտի 27. Retrieved 2009 թ․ փետրվարի 27.