為什麼水在4攝氏度時密度最大

1樓：仁范明

本質原因是因為水的氫鍵使水和其他物質不同。

冰具有四面體的晶體結構。這個四面體是通過氫鍵形成的，是乙個敞開式的鬆弛結構，因為五個水分子不能把全部四面體的體積佔完，在冰中氫鍵把這些四面體聯絡起來，成為乙個整體。這種通過氫鍵形成的定向有序排列，空間利用率較小，約佔34％、因此冰的密度較小。

水溶解時拆散了大量的氫鍵，使整體化為四面體集團和零星的較小的「水分子集團」(即由氫鍵締合形成的一些締合分子)，故液態水已經不象冰那樣完全是有序排列了，而是有一定程度的無序排列，即水分子間的距離不象冰中那樣固定，水分子可以由乙個四面體的微晶進入另一微晶中去。這樣分子間的空隙減少，密度就增大了。

同樣，氫鍵的存在也是解釋水在4攝氏度時密度最大的原因。

2樓：聖誕節分手

簡單一句話就是分子排列方式在此時達到最緊密。

300多年前，人類就已知道水在4攝氏度時密度最大這一現象。雖然這一現象僅僅是由於水的分子結構造成的，但對於水的這種特性，人們至今仍不能作出科學的解釋。

日本科學家通過實驗證實，在低溫條件下兩種非晶態冰之間存在不連續性轉移。在低溫情況下，低密度水和高密度水呈完全不同的形態。這項研究不僅首次解釋了水在攝氏4度時密度最大的現象，而且在生態系統、水溶液系統等與水有關的領域有廣泛的研究與應用價值。

該成果發表在《自然》雜誌上。

多年來，科學家通過理論計算與實驗，一直在進行水的非晶態多樣性研究。水通常在攝氏零度時結冰。但水在攝氏零度以下時也可保持液體狀態，稱作過冷卻水。

當過冷卻水到達臨界點以下時就會分離出兩種狀態，既低密度水和高密度水。與此相對應，也存在低密度和高密度兩種非晶態冰。由於水在低溫時易於結冰，也由於沒有非晶態冰之間互相轉移的現存理論，水的非晶態多樣性學說存在很多爭論。

其中之一就是兩種密度的非晶態水是否會發生連續轉移。

日本科學家的這項研究，觀察了高密度非晶態冰（hda）向低密度非晶態冰（ lda）變化的過程。發現 h da在零下158攝氏度以下時整體均一膨脹，在零下158攝氏度時隨著不均一的體積變化迅速向 l da轉移。在轉移過程中，出現兩種成分共存狀態，隨著時間推移， h da和lda逐漸分離。

研究證實，低溫下兩種水之間的轉移是不連續的。

科學家認為，這項研究成果是揭開水領域各種問題的重大突破，將對今後過冷卻水等研究產生重大影響，同時將帶動對同溫層中的雲的研究及在冰點下活動的動植物細胞內存在的過冷卻水的研究。如果今後能夠控制這兩種水的臨界點，就可以自由控制水的結晶，對人類控制地球環境和開發生物冷卻儲存技術極有價值。

3樓：匿名使用者

液體和固體水中，水分子之間以氫鍵連線，液體中，乙個水分子連線的其他水分子是1個到4個，而在冰中都是4個。由於水分子是有104度夾角的折線型，所以液體中隨機排列的水分子之間的空間比冰中6邊形排列的水分子的空間小，所以密度大。由於水在低於4度時，氫鍵的數量就開始增加，所以密度就開始變小。

4樓：藍擱

在4攝氏度時，分子最活躍

5樓：馬三十

五樓的說得很對,是由於氫鍵

6樓：

這只是乙個現象,不能解釋.

7樓：

水4℃以下，冷張熱縮，4℃以上，熱張冷縮

8樓：匿名使用者

在這個時候分子間隔最小

9樓：肥鳥夕陽

是這樣嗎，沒聽說過啊