전통적인 설명을 알고 있습니다. 얼음은 수소 결합이 개방 구조를 제공하기 때문에 $ \ ce {H2O} $ 분자 사이에 큰 공간이 있다고 말합니다. 그러나 개방 구조는 수소 결합과 어떤 관련이 있습니까? $ \ ce {HF} $ 또는 $ \ ce {NH3} $와 같이 수소 결합을 나타내는 다른 종에서도 유사한 현상이 관찰되지 않는 이유는 무엇입니까?
댓글
- 이 게시물 을 참조하세요.
- 확실히 답변하지 않습니다. ' 귀하의 질문이지만 ' 동결에 따른 팽창은 물에 고유하다는 신화입니다.이 경우에 해당하는 유기 화합물이 많으며, 갈륨, 안티몬, 게르마늄, 실리콘 등과 같은 수소 결합이 아닙니다.
- 내가 얻지 못하는 것은 ' 수소 결합이 어떻게 든 얼음이 개방 구조.
답변
다음은 육각형 결정 형태의 일반 얼음 (Ice I $ _h $) 출처 : SS Zumdahl, Chemistry, 3rd ed., copyright © 1993 by DC Heath and Company :
점선은 수소 결합을 나타냅니다. 액체 물은 실제로 수소 결합으로 인해 유사한 “개방형”구조를 가지고 있습니다. 그러나 액체 물의 경우 수소 결합은 얼음처럼 단단하고 반영구적이지 않습니다. 위의 이미지에서 수소 결합 네트워크가 무너진다고 상상해보세요. 이것은 단단한 수소 결합을 깨뜨려 녹을 수있는 충분한 열 에너지가 존재할 때 발생합니다. 분명히,이 결정 구조가 더 이상 얼음의 단단한 수소 결합에 의해 제자리에 강제로 들어 가지 않으면 그 자체로 붕괴되어 물 분자의 밀도가 높아질 수 있습니다.
따라서 액체 형태의 물은 일시적인 수소 결합에 관여하지만 단단한 반영구적 수소 결합에 의해 고체 형태로 고정되었을 때만 큼 개방 및 팽창되지 않습니다.
답변
다른 답변에 덧붙여, 동결시 밀도를 낮추는 “벌집”구조는 신성하지 않습니다. . 약 200MPa에서 시작하는 고압에 의해 녹지 않고 붕괴 될 수 있습니다. 이들은 고압 빙상 이며 그중 약 12 개가 알려져 있습니다. 저압 얼음 $ I_h $ 단계를 제외하고 액체와 평형 상태에있는 모든 것들은 평형 상태에있는 액체보다 밀도가 높으므로 얼음 $ III 임계 값에 도달하면 물의 융점이 상승하기 시작합니다. $ 약 -22 ° C 및 210 MPa에서.
우리는 또한 얼음 구조를 얼음 $ I_h $보다 훨씬 더 개방적이고 밀도가 낮은 얼음 구조로 생성 할 수 있습니다. e 물이지만 잘 알려진 메탄 포 접물 과 같은 포류에 나타납니다.
답변
수소 결합은 물 분자를 고체 상태로 고정합니다.
얼음의 구조는 벌집 모양으로 배열 된 물 분자의 규칙적인 개방 구조입니다.
녹 으면 구조가 붕괴됩니다. 물 분자가 서로 더 가깝게 모여 액체 물을 더 조밀하게 만듭니다.