水为什么有反膨胀现象

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/16 05:52:26
水为什么有反膨胀现象水为什么有反膨胀现象水为什么有反膨胀现象反膨胀:水在0℃—4℃之间具有反膨胀特性.4℃时,密度最大(1.00g/cm3);冷到0℃结成的冰,密度反而减小(0.92g/cm3)也就是

水为什么有反膨胀现象
水为什么有反膨胀现象

水为什么有反膨胀现象
反膨胀:水在0℃—4℃之间具有反膨胀特性.4℃时,密度最大(1.00g/cm3);冷到0℃结成的冰,密度反而减小(0.92g/cm3)也就是说热缩(指4℃)冷涨(指0℃)
原因:主要由分子排列决定.
由于水分子有很强的极性,能通过氢键结合成缔合分子.如图1所示
液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,
同时还含有缔合分子(H2O)2和(H2O)3等,当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以(H2O)2缔合分子形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大.如果温度再继续升高在3.98℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了.水温降到0℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键,两个氢键),如图2所示.这样一种排布导致成一种敞开结
构,也就是说冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小.