1。一定の動きから振動まで:
* 液体水: 液体の水では、分子は一定の動きです。彼らは自由に動き回り、お互いにぶつかり、位置を変えます。水分子間の水素結合は、絶えず壊れて改善されています。
* 凍結: 水が冷えると、分子の平均運動エネルギーが減少します。 これは、動く動きが遅くなることを意味します。エネルギーの減少により、分子間の水素結合が強くなり、より持続的になります。
2。順序と結晶化:
* 格子の形成: さらに冷却すると、分子は、結晶格子と呼ばれる剛性のある秩序化された構造を形成するのに十分なほど遅くなります。 この格子では、水分子は固定距離を持つ特定の配置で保持されます。
* 六角形構造: 氷には六角形の結晶構造があり、各水分子は隣接と4つの水素結合を形成します。この構造は、液体水中の水分子の配置よりも密度が低くなります。
3。密度の変化:
* 拡張: 氷の剛性のある秩序だった構造は、液体水分子の自由に流れる配置よりも多くのスペースを占めています。これが氷が浮かぶ理由です。
キーポイント:
* 水素結合: 水素結合は、水と氷の構造と特性の重要な要因です。
* エネルギーと温度: 水分子の運動エネルギーの変化は、液体と固体の間の移行を促進するものです。
* 注文対障害: 液体と固体の違いは、本質的に順序の違いです。 液体は無秩序ですが、固体は高度に秩序化されています。
単純なアナロジー:
群衆を想像してみてください。液体状態では、人々は自由に動き回り、お互いにぶつかります。彼らが冷やすと、彼らはよりゆっくりと動き、手を握り始め、より組織化された、密度の低い配置(クリスタル格子のように)を形成します。