안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
얼음의 부피가 물보다 큰 이유는 수소 결합 때문입니다. 물 분자는 수소 원자와 산소 원자로 구성되어 있으며, 물 분자 간에는 수소 결합이 형성됩니다. 수소 결합은 물 분자 사이의 매우 강한 결합으로, 분자 간의 거리를 벌리고 수소 결합의 방향으로 정렬시키게 됩니다. 이로 인해 물 분자가 얼면, 수소 결합이 더욱 강해지며 이는 분자 간 거리를 더욱 벌려 얼음의 부피가 물보다 커지는 원인이 됩니다.
물은 액체 상태에서 분자 간 거리가 가깝고 밀도가 높기 때문에, 고체인 얼음보다 작은 부피를 가집니다. 그러나 얼음은 분자 간 거리가 더욱 벌어지므로, 같은 질량의 물이 얼음으로 변하면 부피가 더욱 커지게 됩니다. 이로 인해 얼음은 물보다 부피가 크다는 것이 실험적으로 입증되었습니다.
