水反常膨胀的微观解释

所谓水的反常膨胀,就是水在结冰时体积膨胀现象。这可以从冰的晶体结构方面得到解释。水分子是由氢和氧组成的。它们以极性共价键相结合(图1)。氢原子与邻近分子中极化的电负性原子间产生静电作用,这种静电作用称为氢键。图2,表示一个水分子中极化的氢原子和相邻的水分子中极化的氧原子间相互产生静电作用的氢键(虚线部分),这个氢键是由两个相邻的水分子间形成的分子间氢键。图2中表示一个水分子的两个氢原子同时各自伸出一个氢键与另外两个相邻水分子相互缔合,即每个氢原子同时与两个氧原子相互作用。