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2018-10-02
盛夏酷暑,，人們喝水時常喜歡往里面加點(diǎn)冰塊,，以求快速降溫?？墒欠胚M(jìn)水里的冰塊并沒有快速融化或者沉入底部,，而是靜靜地浮在水面上，這是為什么呢,？
物體較“輕”時會浮在水面上,，這里所說的“輕”并不是重量、體積,，而是與浮力相關(guān)的密度。密度與浮力關(guān)系為：若ρ物體<ρ水,，則物體漂?。ㄉ细。?；若ρ物體=ρ水,，則物體懸浮,；若ρ物體>ρ水,，則物體沉底（下沉）。因?yàn)楸拿芏缺人?，所以根?jù)密度與浮力關(guān)系可知,，冰會浮在水面上。
根據(jù)諾貝爾化學(xué)獎獲得者鮑林提出的“氫鍵”概念——水和冰都是由水分子構(gòu)成的,，每個水分子又由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成,。一個水分子中的氫原子與另一個水分子中氧原子產(chǎn)生的靜電吸引力就叫做氫鍵。但當(dāng)液態(tài)的水在凝固成冰時,，分子間的相互作用力使分子按一定的規(guī)則排列,，冰中的每個水分子都會被相鄰的四個水分子包圍。由于氫鍵的方向性要求,，水分子不能做到緊密堆積,，整個冰的結(jié)構(gòu)是六方或四方晶體,，分子間具有較大的縫隙，空間利用率較小,從而導(dǎo)致冰的密度比水更小,。而在液態(tài)的水中,，分子的排列比較混亂，不像冰中的分子排列得那么有規(guī)律,。液態(tài)水中的氫鍵被拆散,，水分子可以由一個四面體的微晶進(jìn)入到另一微晶中去,因此液態(tài)水的密度就比冰塊大了。
對多數(shù)人來說,，水和冰只是流動的液體和靜態(tài)的固體,。但在微觀層面上，水的結(jié)構(gòu)一直是個謎,。中國科學(xué)院院士王恩哥曾在相關(guān)采訪中說過：“水分子之間是經(jīng)由氫鍵相互連接而形成的一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),，而氫鍵的結(jié)構(gòu)條件比較靈活，在常溫下就能輕易地引起反應(yīng),、變化,，并且還具有動態(tài)可逆的特點(diǎn)，對外部環(huán)境的刺激也有著獨(dú)特的響應(yīng)特性,，這就使得水的結(jié)構(gòu)在受到氫鍵的影響而不斷地發(fā)展變化,。” 不少專家也表示,，到目前為止,，還沒有任何研究能準(zhǔn)確地判定出一個水分子的周圍究竟存在幾個水分子才能與之形成氫鍵?？茖W(xué)永不止步,，關(guān)于水分子的奧秘，還需要我們繼續(xù)探索,。
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作者： 蔣麗雯 [責(zé)任編輯: 鐘艷平] |
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