为什么在标准大气压下，不存在超过100℃的液态水，却存在低于100℃的水蒸气呢？
为什么在标准大气压下，不存在低于0℃的液态水，也不存在高于0℃的固态冰，不存在超过100℃的液态水，却存在低于100℃的水蒸气呢？例如日常空气中的水蒸气，甚至在低于零摄氏度的南极，空气中也是存在水蒸气的，这又该如何解释呢？
有一个典型的栗子，比如说玻璃试管加热，若不放沸石，温度就嗖嗖嗖的上去了，因为是玻璃壁，非常光滑，几乎没有汽化核，所以会变成过热液体（也就是100度以上的水），这时如果对试管进行扰动（那就是暴沸）或者有沸石（汽化核），那么液体会沸腾。凝结核同理，再举个栗子，天上空气饱和进行降温，这时空气会变得过饱和，需有灰尘（凝结核）会开始下雨（当然改变条件可以是下雪）。有一个凝结核的实验，就是把纯的水在玻璃试管里降温降温，变为过冷水（水温低于0度），拿出来，进行扰动（摇一摇拍一拍），水就一下子变冰了（以前看到过一个魔术的gif便是这个）。
～～目前就想到这些啦～～
（若有错误欢迎指出喵）--来自萌萌哒的萝卜丝(??ω??)?
过冷水和过热水都可以存在，不过其实都是些特例啦（没有凝结核之类的），可以看B站视频：
与水有关的10个实验_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili?www.bilibili.com
另外，从水的相图来说，水的三相点（气液固平衡共存的条件）是0.01摄氏度。所以冰是可以高于0度存在的。
至于低于100摄氏度的水蒸气，那是因为多组分体系下（或者有空间容纳多组分），体系的最终稳定状态是体系能量最低的时候。以常温的水举例，密闭容器条件下，如果水占了一部分体积，但是有部分空间是真空，那么体系能量最低的状态是小部分水变作水蒸气，维持一定气压和液态水共存。而不是液态水和真空这个体系能量最低。
当然从相图理解更简单，就是在除极端高温的情况下，水或者冰总是会和一定压力的水蒸气形成动态平衡。所以可以有低于100度，乃至低于0摄氏度的水蒸气。
本答案就仅仅从宏观热力学的角度简单说一下，不涉及微观粒子的行为了。标准大气压下当然存在100度以上和0度以下的液态水。也就是所谓的过冷液体和过热液体。
同理，也存在到了熔点也不熔化的固体（只不过形成条件极为困难）。水的固体和液体会在任何实际的温度下发生蒸发，同时自身的温度降低，这个过程是个熵增过程，所以降了温依然能够自发进行，因为在绝对零度以上的物体的熵值都不会是负的，这变化过程中体积成千倍的膨胀就是一个很大的熵增加过程。所以有著极强的驱动力。
同时还要强调一下：
熔点与沸点仅仅是一个热力学数据，和时间无关的量。它们指的是在那个温度下，两相之间的变化过程中自由能变为零。所以我们就可以看出来，既然一个和时间无关的量，当系统处于非平衡态的时候系统也不发生变化变为平衡态也是一个很正常的事情。因为完全有可能这个变化的速率很慢很慢以至于没办法在我们的时间尺度里观测到。一个标准大气压的时候，里面水蒸气的分压还是低于一个大气压的呀，如果一个容器里只有水，没有氮气氧气二氧化碳这些乱七八糟的，可以导热，上面有个活塞可以加压，一个大气压下低于100度就是只有液态的。
另外就是液态水是有过热和过冷现象的，比较纯的水在加热到100度以上或者降温到0度以下还是可能保持液态，不过这是个不稳定状态，稍微有点扰动就会立即沸腾或者结冰。所以之前看过一个说法是不要用微波炉烧水，因为没有水壶里那种上下对流，容易过热，取出来的时候很危险。
题主的问题让我有些哭笑不得。首先明确一个摄氏温度标准值的定义：我们把一个标准大气压下的冰水混合物温度定位0摄氏度，一个标准大气压下水的沸点定位100摄氏度。明确了这个概念，你的问题就不是问题了
沸腾和冷凝需要一个固体的点，冰块融化不需要。水结冰需要吗？不记得了。
今天刚学到，物化的相态那里有说到，看一下相图大概就知道原因了，相态共存跟压力和温度有关。
~外行抢答一番，以下是我猜的，过冷度的问题。冷却到水假定从气体到水的涵减，即能缺到水的时候系统要放能，而特别是快速冷却时，紧紧冷却到略低于沸点的时候温度没有低到位，放出的能量并不足以引起足够的涵减
我的理解是，气态也好，液态也好，固态也好，它表现的方式是分子凝聚程度。拿零下20度来说，水分子在空气中是有凝结成水和冰的趋势，但是分子得靠近才能凝聚啊。显然，空气中的水分子是分散的。
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