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水は4℃で密度最大になるらしいのですが、それ理由を水素結合をキーワードに説明できるかたいらしたら教えてください(♉ฺA♉ฺ)

教えて!goo グレード

A 回答 (3件)

想像ですが・・・


一般に物質の温度を下げると分子の運動が減少し、そのために分子間の平均距離が小さくなり、体積が減少します。
それと同時に、水の場合には分子の運動の減少に伴って、水素結合が特定の原子間に固定されるようになり、それに伴って、OーH…Oの構造が直線に近い形に固定されるようになります。結果的に水分子の間の隙間が増加してきます。最終的には氷になって、密度が低下することになりますが、それに至る過程においても、上述の理由によって、分子間の隙間が増大し密度が低下します。

すなわち、温度の低下にともなって、分子運動の減少による密度の増大がおこるとともに、水素結合の固定による分子の隙間の増大による密度の低下も並行して起こることになり、結果的に4℃に密度の極大が生じるということでしょう。

ちなみに「キーワード」が文字化けしていて読めません。
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なぜ「4」℃なのかといえば結果論ということになりますか。



なぜ一般の物質のように温度が下がると密度が単調に下がらないのか?
という質問になら答えようもあると思いますが…
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下記のリンク先はどうでしょうか?かなり遅いです。


http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/phys/crys/ice/lect …
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