なぜ氷は水よりも密度が低いのですか? (日本語)

氷が水よりも密度が低い理由を誰かに説明してもらえますか?

私が知っているように、すべての固体は通常液体よりも密度が高いです(間違っている場合は訂正してください。

回答

水の固相の結晶構造により、分子が配列します。それら自体は堅固で秩序だった形であり、平均して(液相よりも)互いに離れているため、密度が低くなります。浮力のために密度の低いものが浮きます。

答え

この質問はまだ完全には解決されていないと思いますが、水は魅力的な分子です!しかし、ここにいくつかの考えがあります。

明らかに、氷が液体の水よりも軽い場合、それは同様にパックされないためです。これは、ランダムなパッキングが、「奇妙な」形状の分子の(閉じていないパックされた)順序付けられたパッキングよりも効率的である方法の例です。レゴを箱に投げ込むのではなく、2インチ離して非常にきれいに整然と配置することを想像してみてください。

これはなぜですか?水を固化させるには結晶相に入る必要がありますが、それには水の奇妙な結合角(完全に正方晶ではなく、簡単に詰められます。C、Siなどを参照)を無限に周期的にすることができる方法で調整する必要があります。可能な限りコンパクトでありながら、エネルギー要件を満たします。主にこの奇妙な結合角度のために、結果として得られるパッキングにはボリュームが必要です。

対照的に、液相では、分子は特定の場所にある必要はありません。むしろ、水素結合を最大化する試みがあります。これは(例えば)水鎖につながります。その間、熱エネルギーはすべてをスクランブルしようとし、それがこれらのチェーンを破壊します(私が思い出すと、平均の長さは7です)。

全体的な効果として、液体中の水分子は狭いスペースに置かれ、違いを生むのに十分な時間留まることができます。氷相ではできません。

コメント

  • これは、水素結合と水のHOH角について言及する唯一の答えであるため、賛成票を投じました。'他の答えは私にはトートロジーのように読まれます。分子が密集していないため、氷の密度が低いと言っています。' メカニズムについては説明していません。分子の密度が低い理由。

回答

氷では分子が水よりも密度が低いため、固い四面体構造に配置されているため、ケージのような空間が結合に残ります。ただし、水分子は線形結合の形のままです。氷の量が増えると、密度が低くなります。

回答

iceはクリスタルpuです水よりも軽いため密度が水よりも低いため、一定の温度で凍結した後の水で構成されています…………これは簡単な言葉で表すことができます

コメント

  • この質問は、氷の密度が水の密度よりも低いことをすでに示唆しているため、実際には質問に答えていませんが、あなたの答えは説明していませんなぜ氷の結晶形の密度が低くなるのか。
  • これでは質問に完全には答えられません。 OPの質問の背後にある想定される質問は、なぜ固体の水が液体の水よりも密度が低いのかということです。これはほとんどの物質には当てはまりません。
  • これは記録のために述べているだけです。 非回答として削除の対象となる

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