为什么氢键使水的密度大于冰,冰的密度小于水与氢键有关吗

冰的氢键比水多吗 2023-08-14 15:23 908 墨鱼

冰的氢键比水多吗

为什么氢键使水的密度大于冰,冰的密度小于水与氢键有关吗

水在4℃时密度最大，而冰的密度比水小。由于水分子具有较强的极性，可以通过氢键结合成缔合分子。液态水中不仅含有简单的水分子（H2O），而且缔合分子（H2O）2和（H2O）之间的氢键很强，空间利用率高，分子间隙小，排列很密，所以液态水的密度比固体高

●▽● 结冰后，在冰雪的严寒下，水分子平静下来，回到原来的位置，相邻的水分子之间形成氢键，形成规则的四面体结构。这种四面体结构的空间利用率低，只有34%，比水疏松，稠密的水分子之间存在很强的氢键。水分子通过氢键缔合，形成较大的液态水分子团。在水中，水分子缔合形成的分子团比较小，通常是(H2O)2、(H2O)3，而且都是平面结构，空间利用率非常好。

水在比热容方面只能排第三，但在热容方面却排第一。水比热容大的唯一原因不仅仅是氢键。经过仔细观察，上述说法并不完全正确。冰和水的密度差异主要是由于水分子之间存在氢键（当达到2个时），水液态下的氢键是将1个水分子连接到4个水分子，而当水结冰时,氢键会拉伸水分子

冰和水的密度差异主要是由于水分子之间存在氢键。在水的液态下，氢键将一个水分子连接成四个水分子。当水结冰时，氢键拉伸水分子，使水分子随着距离的减小，体积也增大。设水的质量为3。冰是水的固态，由水凝固而成。水凝固成冰的过程中，分子按照一定的规则排列，形成相对松散的晶体四面体，而液态水中的水分子则自由排列，最终可以排列形成氢键。

在液态水中，多个水分子往往通过氢键结合在一起；在冰中，水分子通过氢键大规模地相互连接，形成松散的晶体，从而结构中存在许多空隙，导致体积膨胀，密度较高。小，所以冰中的氢键比水中的氢键多。氢-氢键的作用使水分子相互靠近，在一定程度上抵消了范德华力，导致水分子间的平均距离小于冰晶的分子间距离。

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