冰到底是什么東西
合英郎
通常,在溫度很低的情況下液態(tài)的水會(huì)凝結(jié)成固態(tài)的冰。那么你知道冰到底是什么嘛?下面咱們就來(lái)說(shuō)說(shuō)冰是什么東西。
簡(jiǎn)要答案
冰是由水分子有序排列形成的結(jié)晶,水分子間靠氫鍵連接在一起形成非?!笆杷伞?低密度)的剛性結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)內(nèi)容
冰是無(wú)色透明的固體,分子之間主要靠氫鍵作用,晶格結(jié)構(gòu)一般為六方體,但因應(yīng)不同壓力可以有其他晶格結(jié)構(gòu)。密度比水小。在常壓環(huán)境下,冰的熔點(diǎn)為0℃。0℃水凍結(jié)成冰時(shí),體積會(huì)增大約1/9(水體積最小時(shí)為4℃)。據(jù)觀測(cè),封閉條件下水凍結(jié)時(shí),體積增加所產(chǎn)生的壓強(qiáng)可達(dá)2500大氣壓。
冰是水在自然界中的固體形態(tài),在常壓環(huán)境下,溫度高于零攝氏度時(shí),冰就會(huì)開(kāi)始融化,變?yōu)橐簯B(tài)水。日本一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),冰開(kāi)始融化的時(shí)候,是以結(jié)晶內(nèi)的一個(gè)水分子開(kāi)始脫離結(jié)晶為契機(jī),相關(guān)機(jī)制有助于弄清含水的蛋白質(zhì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化的機(jī)制。
如果用電燈等的強(qiáng)光照射,冰的內(nèi)部就會(huì)融化,浮現(xiàn)出稱(chēng)為“冰花”的類(lèi)似雪結(jié)晶的形狀。來(lái)自日本分子科學(xué)研究所和岡山大學(xué)的研究人員為了調(diào)查冰從內(nèi)部開(kāi)始融化的現(xiàn)象,利用計(jì)算機(jī)演算了由約1000個(gè)水分子形成的冰被加熱時(shí)將發(fā)生什么變化。
冰的結(jié)晶是水分子呈六角形規(guī)則排列的結(jié)構(gòu)。加熱之后,首先是一個(gè)水分子從結(jié)晶脫離,開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng),而這個(gè)水分子并不會(huì)回到原來(lái)的位置,從而導(dǎo)致結(jié)晶出現(xiàn)歪曲。而結(jié)晶一旦出現(xiàn)歪曲,就會(huì)逐漸擴(kuò)大,最終整個(gè)結(jié)晶分崩離析,變?yōu)橐后w形態(tài)。