Waarom heeft ijs een lagere dichtheid dan water?

Vanwege de kristalstructuur van de vaste fase van water, rangschikken de moleculen zichzelf op een rigide, geordende manier en uiteindelijk gemiddeld verder van elkaar verwijderd (dan in de vloeistoffase), en dus minder dicht. Minder dichte dingen drijven vanwege het drijfvermogen.

Ik denk niet dat deze vraag nog steeds volledig is opgelost, water is een fascinerende molecule! Maar hier zijn enkele gedachten.

Het is duidelijk dat als ijs lichter is dan vloeibaar water, dat komt omdat het ook niet inpakt. Het is een voorbeeld van hoe een willekeurige verpakking efficiënter kan zijn dan een (niet-gesloten verpakking) geordende verpakking van een “vreemd” gevormd molecuul. Stel je voor dat je LEGOs in een doos gooit, in plaats van ze heel netjes en ordelijk op vijf centimeter van elkaar te plaatsen.

Waarom is dit? Om te stollen moet het water een kristallijne fase ingaan, maar daarvoor moet de vreemde bindingshoek van water (die niet helemaal tetragonaal is, die gemakkelijk wordt verpakt. Zie C, Si, ect) op een manier worden aangepast die oneindig periodiek kan worden gemaakt, zo compact mogelijk en toch voldoet aan de energiebehoefte. Grotendeels vanwege deze vreemde bindingshoek, heeft de resulterende verpakking volume nodig.

In de vloeibare fase daarentegen hoeven de moleculen zich niet op specifieke locaties te bevinden. Er is eerder een poging om de waterstofbruggen te maximaliseren. Dit leidt (bijvoorbeeld) tot waterketens. Ondertussen probeert de thermische energie alles omhoog te klauteren, waardoor deze kettingen worden verbroken (gemiddelde lengte van 7, als ik me goed herinner).

Het algemene effect is dat de watermoleculen in de vloeistof zichzelf in krappe ruimtes kunnen plaatsen en lang genoeg kunnen blijven om een verschil te maken, ze kunnen niet in de ijsfase.

Opmerkingen

• Ik heb hierop gestemd omdat het ' het enige antwoord is dat waterstofbinding en de HOH-hoek van water noemt. andere antwoorden lezen als tautologieën voor mij. Ze zeggen min of meer dat de dichtheid van ijs lager is omdat de moleculen minder dicht opeenstapelen. Ze ' niet verklaren het mechanisme waarom de moleculen minder dicht opeenstapelen.

ijs is minder dicht dan water omdat in ijs de moleculen rangschikken zichzelf in een stijve tetraëdrische structuur waardoor kooiachtige ruimtes in hun verbinding blijven. Maar watermoleculen blijven in lineaire vorm. Naarmate het volume van ijs groter wordt, wordt het minder dichter.

ijs is een kristallen pu opnieuw gemaakt van water na bevroren te zijn op een bepaalde temperatuur, omdat het lichter is dan water, vandaar dat de dichtheid kleiner is dan water … dit kan worden opgevat als in eenvoudige bewoordingen

Opmerkingen

• Dit geeft niet echt een antwoord op de vraag, aangezien de vraag al impliceert dat de dichtheid van ijs lager zou zijn dan die van water, maar je antwoord verklaart niet waarom de kristalvorm van ijs een lagere dichtheid zou hebben.
• Dit geeft geen volledig antwoord op de vraag. De veronderstelde vraag achter de vraag van het OP is waarom vast water minder dicht is dan vloeibaar water, wat niet waar is voor de meeste stoffen.
• Gewoon voor de goede orde zeggen dat dit het geval is niet komen in aanmerking voor verwijdering als geen antwoord.