なぜ固形物がより高い密度を持っているのか
* より近い梱包: 固体中の分子はしっかりと詰め込まれており、それらの間にはほとんど空のスペースが残ります。この密接な梱包は、特定のボリュームでより高い濃度の質量につながります。
* より強い結合: 固形物に分子を一緒に保持する強力な結合は、その動きを制限し、密接な梱包構造を維持します。
* 熱膨張の減少: 固体は圧縮性が低く、液体と比較して温度変化とともに膨張します。
例外:水と氷
* 水は例外です: 液体の水は、固体氷よりも高い密度を持っています(だから氷が浮かんでいます!)。これは、水分子のユニークな構造によるものです。
* 水素結合: 液体の水では、分子が動き回って水素結合を形成することができます。これは分子間の弱い魅力です。
* 氷構造: 水が凍結すると、分子は結晶格子構造を形成し、各分子は4人の隣接体に水素結合されています。これにより、液体の水よりもオープンで密度の低い構造が生成されます。
その他の例外:
* いくつかの金属: 固化すると密度が低くなる特定の金属(リチウム、ナトリウム、カリウムなど)があります。これは、固化時の結晶構造の変化によるものです。
キーテイクアウト:
密度は、特定の材料とその特性に依存します。しばしば固形物は、詰め物が緊密であるため、密度が高くなり、結合が強くなりますが、水や特定の金属などの例外があります。