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冰的密度为什么比水的密度小?

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/04/26 19:00:34
冰的密度为什么比水的密度小?
冰是水凝固形成的,水是冰熔化形成的,冰在变成水的时候,吸收的热量将分子间的距离拉大,那么冰的密度应该比水大呀?
液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,同时还含有缔合分子(H2O)2和(H2O)3等,当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98 ℃(101 kPa)时,水分子多以(H2O)2缔合分子形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大.如果温度再继续升高在3.98 ℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了.水温降到0 ℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键,两个氢键),如下图所示.这样一种排布导致成一种敞开结构,也就是说冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小.