笼形水合物

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），，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。
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韦尔—费伦结构。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。