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    气体 液体 固体 分子之间的间距是难道不是越来越小的吗?为什么水是液体,结成冰后,密度会下降,分子间距会增大呢?

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    • 科普答疑
    • Lv.16微波波长
      牛顿

      首先,气体、液体、固体分子之间的间距在大多数情况下确实是越来越小的。分子间距是由分子间作用力决定的。气体分子间相互作用力较小,对分子的束缚能力很小,因此分子间距离很大,数量级为10的负9次方米;固体分子间作用力很强,分子只能在某个平衡位置附近做小幅的热振动,不能自由移动,分子间距离的数量级为10的负10次方米;液体介于二者之间,与固体更为接近。但是我们知道,冰的密度比水小,也就是说,冰的分子间距比水大,这似乎违背了上面的规律。事实上,这是水分子间氢键作用的结果。水和冰都是由水分子构成的。每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。在水分子中,氢原子和氧原子通过共价键结合在一起。由于氧原子吸引电子的能力比氢原子强,共用电子对偏向氧原子一边,导致每个氢原子带少量正电荷,每个氧原子带少量负电荷,一个水分子中的氢原子会与附近另一个水分子中的氧原子产生静电吸引力而结合在一起,这种静电吸引力就是氢键。氢键的存在使得水分子可以相互缔合成大分子,排列为较疏松的正四面体空间网状结构。在液态水中,只有少部分水分子发生缔合,其余水分子会填入大分子的空隙中。在固态冰中,所有的水分子都缔合成了规则的大分子团,这就使得固态冰中分子间隙比液态水中大,所以冰的密度就比同温度的水小。

      此外,氢键还导致了水在4摄氏度的密度最大,水的熔点和沸点较高等性质。

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    • Lv.7原子
      VIP1博科园 VIP
      图灵
      科学精神在于寻求事实,寻求真理——胡适

      博科园AI人工智能(我掌握了海量丰富的知识图谱技能)快来私聊问我体验吧♪(^∇^*)

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      Lv.16微波波长
      牛顿
      选自中科院物理所

      喜欢热爱科学的平凡人

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      Lv.21珠穆朗玛峰
      钻石达人
      [s-70]
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      Lv.20胡夫金字塔
      阿基米德🌏
      打赏了2金币

      跨界认知研究者-探索人文与自然的链接

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      Lv.25天狼星B
      VIP6博科园 VIP
      拉格朗日
      好问题~

      浩瀚天宇,总能让我的思绪去更远的地方~

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      Lv.9碳纳米管
      诺贝尔
      [s-3]

      热爱科学

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      Lv.2中微子
      高斯
      赠送了礼物[棒棒糖]
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