水結冰時為什麼密度會變小

2021-05-23 18:02:13 字數 1194 閱讀 6563

1樓:陽光點的燦爛點

水的熱脹冷縮是反常的,水在低於4度時熱縮冷脹,導致密度下降。

冰是由水分子有序排列形成的結晶,水分子間靠氫鍵連線在一起形成非常「疏鬆」(低密度)的剛性結構(圖2-3)。最鄰近水分子的o—o 核間距為0.276nm,o—o—o鍵角約為109度,十分接近理想四面體的鍵角109 度28分。

但僅是相鄰而不直接結合的各水分子的o一o 間距要大的多,最遠的要達0.347nm。每個水分子都能締合另外4 個水分子,形成四面體結構,所以水分子的配位數為4。

2樓:hi漫海

冰的密度比水小,冰的密度0.9g/cm3,水的密度是1g/cm3根據 密度=質量÷體積 ,水凝固成冰,質量不變,密度變小,則體積變大.

本質原因是因為水的氫鍵使水和其他物質不同.

冰具有四面體的晶體結構.這個四面體是通過氫鍵形成的,是一個敞開式的鬆弛結構,因為五個水分子不能把全部四面體的體積佔完,在冰中氫鍵把這些四面體聯絡起來,成為一個整體.這種通過氫鍵形成的定向有序排列,空間利用率較小,約佔34%、因此冰的密度較小.

水溶解時拆散了大量的氫鍵,使整體化為四面體集團和零星的較小的「水分子集團」(即由氫鍵締合形成的一些締合分子),故液態水已經不象冰那樣完全是有序排列了,而是有一定程度的無序排列,即水分子間的距離不象冰中那樣固定,水分子可以由一個四面體的微晶進入另一微晶中去.這樣分子間的空隙減少,密度就增大了。

同樣,氫鍵的存在也是解釋水在4攝氏度時密度最大的原因。

3樓:發帥哥

用物理來講呢也就是體積變大質量不變所以密度變小。用化學講就是樓上講的氫鍵,液態水,除含有簡單的水分子(h2o)外,同時還含有締合分子(h2o)2和(h2o)3等,當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(h2o)3的締合分子存在,當溫度升高到3.98 ℃(101 kpa)時,水分子多以(h2o)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。

如果溫度再繼續升高在3.98 ℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。水溫降到0 ℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子,在冰中水分子的排布是每一個氧原子有四個氫原子為近鄰(兩個共價鍵,兩個氫鍵),如下圖所示。

這樣一種排布導致成一種敞開結構,也就是說冰的結構中有較大的空隙,所以冰的密度反比同溫度的水小。 追問: 什麼是鍵?

回答: 高三化學知識 補充: 化學中原子或分子之間的作用

希望採納

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