小胡桃姐姐:
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我們可以從另一個方向稍微做個推論:冰會浮在水上是因為冰的密度較小,而密度等於質量除以體積,可見冰的單位體積中,分子的總質量少,也就是說單位面積中分子的數量較少,分子排列較稀疏,分子間的距離較大。
- 如上圖所示,水分子之間會產生氫鍵,而一個水分子最多與四個鄰居產生氫鍵。當水還是液體時,水中仍有足夠的能量讓水分子振動,打破氫鍵而與鄰居們靠近,因此水分子間平均距離較小,例如攝氏
37度的水中,平均只有約15%的水分子和四個鄰居水分子形成氫鍵(瞬間,氫鍵隨時有可能被打破)。然當水溫低至0度,水開始結冰時,水分子已無足夠的熱能來打破氫鍵,因此全都被「鎖」在氫鍵所保持的晶格中,彼此保持較大的距離。
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