Чому лід не тоне у воді?

лід

Напевно всі у дитинстві задавалися питанням – чому лід плаває на поверхні води? Відповідь дуже проста – при кристалізації води її щільність зменшується, а не збільшується, як при кристалізації більшості інших речовин. Але чому вода при кристалізації втрачає щільність? Сучасні вчені-фізики стверджують, що відповідь на це питання криється у в особливостях будови води і криги.

Звичайна молекула води на вигляд схожа на кулю з опуклостями і складається з одного атому кисню і цілих двох атомів водню. Молекулярний склад льоду такий самий, але розташування молекул відрізняється. Два атоми водню у кризі розташовані завжди так, що дві опуклості орієнтуються за напрямом двох сусідніх молекул. Через це у структурі криги виникає кристалічна решітка у тривимірному просторі. Така решітка криги складається майже з ідеальних тетраедрів.

Молекула, котра знаходиться на вершині оточена чотирма іншими. На відміну від чіткої решітки криги, вода має більш змінну структуру. Проте біля кожної молекули води завжди знаходиться 4-5 молекул сусідів. Тому середнє число молекул-сусідів у воді дорівнює 4,4. Отже з цього випливає, що молекули у рідині розташовані більш щільно, а тому вода важча за кригу.