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液体水中の水素結合は、氷よりも安定性が低いのはなぜですか?

それは実際には反対です! 液体水中の水素結合は、氷よりも *安定しています。 その理由は次のとおりです。

* 構造と密度: 氷の中で、水分子は高度に秩序化された結晶構造に配置され、各分子はその近隣に4つの水素結合を形成します。この構造は、水素結合を最大化し、硬く、密度の低い配置につながります。

* 液体水: 液体水では、熱エネルギーと分子運動の増加により、水素結合は絶えず破壊と改善されています。水分子あたりの水素結合の平均数は氷よりも低くなっていますが、液体水中の水素結合の動的な性質により、個々の結合が強くなります。 これは、液体状態の水分子が、最も好ましい水素結合相互作用を常に「検索」しており、より安定した、短く、強い結合につながるためです。

* エントロピー: 液体水のエントロピー(障害)の増加も役割を果たします。水素結合の絶え間ない破壊と改革は、氷と比較して液体水のより高いエントロピーに寄与します。

要約: 氷は分子あたりより多くの水素結合を持っていますが、液体水中の個々の水素結合は、液体状態の動的な性質のために強くなります。 これは、水素結合の平均数が少ないにもかかわらず、氷と比較して液体水の全体的な安定性につながります。

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