笼形水合物（英語：Clathrate hydrate）又称气体水合物（英語：Gas hydrates），是一类水性固态晶体，其物理性质类似于冰，其中体积较小的气体疏水分子被水分子组成的笼形结构包围，通过氢键连接。换言之，笼形水合物属于笼形化合物，其中主体分子为水分子，客体分子一般为气体。若没有客体分子的支撑作用，这类化合物的晶体结构便会坍塌为冰或水的结构。绝大多数相对分子质量较低的气体都能形成笼形水合物，比如O2、H2、N2、CO2, CH4、H2S、Ar、Kr、Xe等。一些高级烃类以及氟利昂也能形成笼形水合物。
结构 编辑
不同气体水合物的结构气体水合物通常有两种立方晶体结构，分别称为I类（sI）和II类（sII）[1]，，它们的空间群分别为 与 。人们也观测到过一种空间群为 的结构（H类），但较为少见。[2]
I类水合物的每个晶胞含有46个水分子，它们形成了大笼与小笼两种笼型结构，其中大笼有六个，小笼有两个。小笼的形状为五角十二面体（512）（并非正十二面体），大笼的形状则为十四面体，具体而言为一截角六方偏方面体 (51262)。这两种笼合在一起形成了一种韋爾—費倫結構。典型的I类水合物有二氧化碳水合物与甲烷水合物等。
II类水合物的每个晶胞含有136个水分子，同样形成大笼与小笼两种结构，分别有八个与十六个。小笼的形状也为五角十二面体（512），而大笼的形状为十六面体（51264）。II类水合物有氧气水合物与氮气水合物等。
H类水合物的每个晶胞含有34个水分子，形成三种笼结构：两种不同的小笼结构与一种“巨大”的笼结构。其中包括三个形状为512的小笼，两个形状为435663的小笼，一个形状为51268的大笼。形成H类水合物的必要条件是有一大一小两种稳定客体分子。H类水合物中大空腔可容纳较大的客体分子（如丁烷等烃类），较小的客体分子则填入剩余的空隙中，起到辅助的作用。已经表明墨西哥湾存有H类水合物。
参见 编辑
参考文献 编辑
- ^ von Stackelberg, M. & Müller, H. M. (1954) Zeitschrift für Elektrochemie 58, 1, 16, 83
- ^ Sloan E. D., Jr. (1998) Clathrate hydrates of natural gases. Second edition, Marcel Dekker Inc.:New York.
拓展阅读 编辑
- Shuqiang Gao, Waylon House, and Walter Chapman, “NMR/MRI Study of Clathrate Hydrate Mechanisms”, J. Phys. Chem. B, 109(41), 19090–19093, 2005.
- N Sultan, P Cochonat, JP Foucher, J Mienert, Effect of gas hydrates melting on seafloor slope instability – ►ifremer.fr [PDF], – Marine Geology, 2004 – Elsevier http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0025322704002798 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
外部链接 编辑
- , from , Kiel (IFM-GEOMAR)
- , from , Kiel (IFM-GEOMAR)
- Gas hydrates in video （页面存档备份，存于互联网档案馆） and (by manufacturer of hydrate autoclaves)
笼形水合物, 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充, 2017年1月, 若您熟悉来源语言和主题, 请协助参考外语维基百科扩充条目, 请勿直接提交机械翻译, 也不要翻译不可靠, 低品质内容, 依版权协议, 译文需在编辑摘要注明来源, 或于讨论页顶部标记, href, template, translated, page, html, title, template, translated, page, translated, page, 标签, 英語, clathrate, hydrate, 又称气体水合物, 英語. 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充 2017年1月 若您熟悉来源语言和主题 请协助参考外语维基百科扩充条目 请勿直接提交机械翻译 也不要翻译不可靠 低品质内容 依版权协议 译文需在编辑摘要注明来源 或于讨论页顶部标记 a href Template Translated page html title Template Translated page Translated page a 标签 笼形水合物 英語 Clathrate hydrate 又称气体水合物 英語 Gas hydrates 是一类水性固态晶体 其物理性质类似于冰 其中体积较小的气体疏水分子被水分子组成的笼形结构包围 通过氢键连接 换言之 笼形水合物属于笼形化合物 英语 clathrate compounds 其中主体分子为水分子 客体分子一般为气体 若没有客体分子的支撑作用 这类化合物的晶体结构便会坍塌为冰或水的结构 绝大多数相对分子质量较低的气体都能形成笼形水合物 比如O2 H2 N2 CO2 CH4 H2S Ar Kr Xe等 一些高级烃类以及氟利昂也能形成笼形水合物 目录 1 结构 2 参见 3 参考文献 4 拓展阅读 5 外部链接结构 编辑 nbsp 不同气体水合物的结构气体水合物通常有两种立方晶体结构 分别称为I类 sI 和II类 sII 1 它们的空间群分别为P m 3 n displaystyle Pm overline 3 n nbsp 与F d 3 m displaystyle Fd overline 3 m nbsp 人们也观测到过一种空间群为P 6 m m m displaystyle P6 mmm nbsp 的结构 H类 但较为少见 2 I类水合物的每个晶胞含有46个水分子 它们形成了大笼与小笼两种笼型结构 其中大笼有六个 小笼有两个 小笼的形状为五角十二面体 512 并非正十二面体 大笼的形状则为十四面体 具体而言为一截角六方偏方面体 英语 hexagonal truncated trapezohedron 51262 这两种笼合在一起形成了一种韋爾 費倫結構 典型的I类水合物有二氧化碳水合物与甲烷水合物等 II类水合物的每个晶胞含有136个水分子 同样形成大笼与小笼两种结构 分别有八个与十六个 小笼的形状也为五角十二面体 512 而大笼的形状为十六面体 51264 II类水合物有氧气水合物与氮气水合物等 H类水合物的每个晶胞含有34个水分子 形成三种笼结构 两种不同的小笼结构与一种 巨大 的笼结构 其中包括三个形状为512的小笼 两个形状为435663的小笼 一个形状为51268的大笼 形成H类水合物的必要条件是有一大一小两种稳定客体分子 H类水合物中大空腔可容纳较大的客体分子 如丁烷等烃类 较小的客体分子则填入剩余的空隙中 起到辅助的作用 已经表明墨西哥湾存有H类水合物 参见 编辑水合物参考文献 编辑 von Stackelberg M amp Muller H M 1954 Zeitschrift fur Elektrochemie 58 1 16 83 Sloan E D Jr 1998 Clathrate hydrates of natural gases Second edition Marcel Dekker Inc New York 拓展阅读 编辑Shuqiang Gao Waylon House and Walter Chapman NMR MRI Study of Clathrate Hydrate Mechanisms J Phys Chem B 109 41 19090 19093 2005 N Sultan P Cochonat JP Foucher J Mienert Effect of gas hydrates melting on seafloor slope instability ifremer fr PDF Marine Geology 2004 Elsevier http linkinghub elsevier com retrieve pii S0025322704002798 页面存档备份 存于互联网档案馆 外部链接 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 笼形水合物Gas hydrates from Leibniz Institute of Marine Sciences Kiel IFM GEOMAR The SUGAR Project Submarine Gas Hydrate Reservoirs from Leibniz Institute of Marine Sciences Kiel IFM GEOMAR Gas hydrates in video 页面存档备份 存于互联网档案馆 and Background knowledge about gas hydrates their prevention and removal by manufacturer of hydrate autoclaves 取自 https zh wikipedia org w index php title 笼形水合物 amp oldid 70801183, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，
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