水结冰为什莫体积变大?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/10 02:44:01

水在4摄氏度时密度最大1.0g/cm3,结冰时水的密度为0.9g/cm3。在0摄氏度到4摄氏度之间,水存在反常膨胀,集体积随温度下降而增大,由V=质量\密度 同等质量兵的体积要大于水的体积。

如果你要问水为什么4摄氏度时密度最大,冰体积大于水
你可以查阅一下大学的无机化学。简单说来,(原因是水的分子构型两个氢原子和氧原子建构构成104.5度,很接近120度,同时分子间能形成氢键,所以从微观上冰在空间上形成了一种酥松多孔的空间排布,冰的密度就小了

是密度的问题,水的密度比冰大,这也是冰为什么会漂在水上的原因。

因为:m水=m冰 ρ水>ρ冰 V=m/ρ

所以:m水/ρ水 < m冰/ρ冰

即:V水 < V冰

因为水结成冰后,质量保持不变,但密度变小,所以根据公式,得出体积变大。

我想楼主想要问的,是为什么水和其他物质不一样,其他物质都是热胀冷缩,固态一定比液态的体积要小,但水不一样。

本质原因是因为水的氢键使水和其他物质不同。

冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34%、因此冰的密度较小。

水溶解时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,水分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少,密度就增大了。

同样,氢键的存在也是解释水在4摄氏度时密度最大的原因。
液态水中水分子排布不规则,凝固后,排布变规则了,由于氢键的作用,水分子间形成四面体结构,使得水分子间的空隙变大,所以水变冰后体积增大。含氢键的无机物质主要有水、氨和氟化氢,他们在凝固时都变成空间多面体(水、氨为四面体,氟化氢为空间双链结构),所以他们都会冷胀。有机化学中大部分含氧衍生物都可