水结冰后体积为什么会膨胀?

发布网友 发布时间：2022-12-06 05:57

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热心网友 时间：2024-11-24 00:30

这是水特有的反常膨胀特性造成的，可用有关化学知识来解释。一般情况下，物体遵守热胀冷缩，也就是对于同一物体“固体的密度应比液体大。可是水却相反，其成因涉及到化学知识。在一般情况下，当物体的温度升高时，物体的体积膨胀、密度减小，也就是通常所讲的“热胀冷缩”现象。然而水在由0℃温度升高时，出现了一种特殊的现象。人们通过实验得到了ρ－t曲线，即水的密度随温度变化的曲线。在温度由0℃上升到4℃的过程中，水的密度逐渐加大；温度由4℃继续上升的过程中，水的密度逐渐减小；水在4℃时的密度最大。水在0℃至4℃的范围内，呈现出“冷胀热缩”的现象，称为反常膨胀。水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。物质的密度由物质内分子的平均间距决定。对于水来说，由于水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子，而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大，所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定。具体地说，水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定。当温度升高时，水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时，水分子的热运动减慢、缔合作用加强。综合考虑两个因素的影响，便可得知水的密度变化规律。

热心网友 时间：2024-11-24 00:30

水变成冰体积变大，是因为液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力。它比分子间的作用力（范得华力……额，是这样写吗？？？）大得多。当水处于液态时，在氢键力的作用下，水分子靠近，在宏观上就表现为体积小。而变为固体时，水变为晶体，分子排列有了规律，氢键的作用力削弱，宏观的表现为体积变大。 大多数的液体变为固体都是体积变小，因为分子在物体固态时排列较紧密。但是有一类除外，就是在液态时分子间存在氢键的物质除外。

热心网友 时间：2024-11-24 00:30

首先你要明白一个水分子是有一个氧原子和两个氢原子通过共价键结合在一起的。虽然水分子不是直线型分子，但是因为一个水分子只有3个原子组成，所以从孤立的角度来看水分子是一个平面结构。
就像一楼的答案一样，在氢键的影响下液态水中的水分子处在一种不是很混乱的状态。但是一旦水的温度到了4摄氏度，由于水分子之间间距逐渐缩小，原本是最佳配角的氢键开始升级成了和氢氧共价键一样重要的领衔主演。由于水分子的杂化方式是sp3。就这样我们就看见了一楼连接里的最后一幅图的结果:3个水分子组成一个空间四面体。这样对于整个水来说，空间利用率就变低了，所以整个水的体积变大了。