눈의 결정체는 왜 육각형인가요?

Question

눈의 결정체를 보면 육각형모양인데 왜 육각형모양으로 되는건가요? 육각형이 아닌 다른 모양으로도 눈의 결정체가 만들어지기도 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

눈의 결정체가 육각형 모양인 이유는 물 분자의 구조 때문입니다. 물 분자는 수소 2개와 산소 1개로 이루어져 있으며, 서로 끌어당기는 힘과 밀어내는 힘의 작용으로 정사면체 구조를 형성합니다. 얼음이 만들어질 때, 이 정사면체 구조의 물 분자들이 가장 안정적으로 배열되는 형태가 바로 육각형인데요, 이는 마치 벌집처럼 물 분자들이 서로 붙어 빈 공간을 최소화하기 때문입니다.

물론, 육각형 외에도 다른 모양의 눈 결정체도 존재합니다. 온도와 습도, 대기압 등의 조건에 따라 눈 결정체는 성장하며, 이 과정에서 다양한 모양으로 변형될 수 있습니다. 예를 들어, 온도가 높거나 습도가 낮으면 육각형 기둥이나 육각형 판 형태의 눈 결정체가 만들어지고, 온도가 낮고 습도가 높으면 육각형 별 모양의 눈 결정체가 만들어집니다.

따라서 눈의 결정체는 주변 환경에 따라 다양한 모양으로 형성되며, 이는 눈송이 하나하나가 독특하고 아름다운 모습을 가지는 이유 중 하나입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김채원 과학전문가입니다.

눈의 결정은 물분자간 결합에 의해서 모양이 결정됩니다.

물분자끼리는 수소결합을하고 이 각도가 120도와 근접해있기때문에 육각형태의 결정을 만들어내고 결정이 자라날때도 육각형 형태를 보입니다.

Answer 3

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 눈결정은 왜 육각형의 모양을 이루는 것일까요? 눈 결정에서 볼 수 있는 육각형의 대칭 구조는 얼음 결정 격자에 있는 물 분자의 배열로 인해 만들어지는데요. 물은 두 개의 수소가 결합된 구조를 가지고 있는데, 두 수소가 결합하는 각도와 물 분자끼리 어울리는 방식에 따라 물 분자의 모양이 형성됩니다. 물 분자는 매끄러운 면보다는 두 면이 만나는 모서리에 더 잘 달라붙기 때문에 각진 모양을 이루게 되는데요. 육각형으로 배열될 때 가장 안정적인 모양을 띄게 됩니다. 눈 결정은 물 분자가 안정적으로 배열해 얼어붙은 것이라고 볼 수 있습니다.
그런데 이 눈의 결정은 육각형이 기본 형태이지만 판형, 별 모양, 기둥형, 바늘형, 나뭇가지형, 장구형 등 같은 것이 없는 다양한 형태로 생성되는데요. 이 눈 결정의 모양을 결정하는 것은 바로 온도와 습도입니다.
환경조건에 따라 눈의 결정 형태가 어떻게 나타나는지를 체계적으로 연구한 최초의 사람은 일본의 물리학자 나카야 우키치로인데요. 눈 결정이 성장하는 방식은 구름의 온도와 습도에 크게 의존한다는 것을 밝혀냈습니다. 나카야 우키치로가 제작한 눈 결정 형태학 도표에 따르면 우리가 일반적으로 생각하는 육각형 별 모양의 눈 결정은 사실 –15℃ 주변의 좁은 온도 범위와 높은 습도 조건에서 성장한다는 것을 알 수 있습니다.
같은 온도 조건에서 습도가 낮아지면 육각형의 가지가 단순해지다가 결국 얇은 육각판 모양이 되며 습도가 높을 때 더 정교하고 가지가 달린 결정이 자란다는 것을 알 수 있는데요. 재미있는 점은 이런 방식으로 눈 결정이 성장하는 이유는 아직 완전히 밝혀지지 않았다는 것입니다.
눈 결정 구조에 대한 수수께끼가 아직 남아있는 가운데, 눈 결정에 대해 계속될 연구 또한 많은 기대가 되는데요. 얼마 전처럼 눈이 많이 오고난 뒤 녹지 않은 눈이 그대로 얼게 되면 크게 미끄러울 수 있으니 보행 시 유의하시기 바랍니다.

출처 : 한국지역난방공사 - 눈의 결정은 왜 육각형일까?❄ 눈에 얽힌 과학원리

Answer 4

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

물분자들은 수소결합이라는 특수한 결정형태의 결합을 통해 얼음이 됩니다.

이 수소결합의 각도가 104.5도정도로 120도와 가깝기때문에 육각형태로 얼어붙게 됩니다.

Answer 5

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

눈의 결정체가 육각형 모양인 이유는 눈송이가 얼어붙는 과정에서 발생하는 결정화 과정 때문입니다. 눈송이는 물이 얼어붙는 과정에서 물 분자들이 서로 결합하여 결정체를 형성합니다. 이때 물 분자들이 결합하는 방식이 육각형 구조를 가지기 때문에 눈송이의 결정체도 육각형 모양으로 만들어집니다.

하지만 눈송이의 결정체가 항상 육각형 모양으로 만들어지는 것은 아닙니다. 눈송이의 모양은 온도 습도 공기압 등 다양한 환경 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 눈송이의 결정체도 다양한 모양으로 만들어질 수 있습니다.

그렇다면 왜 눈송이의 결정체가 육각형 모양을 가지는지 궁금하실 것 같습니다. 이것은 물 분자들이 결합하는 방식 때문입니다. 물 분자들은 결합할 때 가장 안정한 상태를 유지하려고 합니다. 그리고 이 안정한 상태는 육각형 구조를 가지는 것이 가장 이상적입니다. 따라서 물 분자들이 결합할 때 육각형 구조를 가지게 되는 것이죠. 하지만 다양한 환경 조건에 따라 눈송이의 모양은 달라질 수 있습니다. 감사합니다.

도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.

Answer 6

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

눈송이는 물 분자가 수소 결합을 통

해 서로 연결될 때 특유의 육각

형태를 갖게 됩니다. 물 분자는

한 쪽에는 산소 원자를 두고 다른

두 쪽에 수소 원자를 가지고 있는

V자 형태입니다.

이 구조 덕분에 각 수소 원자는 다른

산소 원자와 결합을 할 수 있는 자리를

가지고 있으며 이것이 반복될 때 매우

정기적인 육각형 패턴을 형성하게 됩니다.

눈송이가 얼어 붙을 때 특정한 방향을

우선하여 성장하기 때문에 이러한

육각형 형태가 나타나는데

이는 기본적으로 물 분자의 분자 구조와

온도 압력 등 환경 조건에 따라 결정됩니다.

그러나 모든 눈송이가 완벽한 육각형은

아닙니다. 각기 다른 기상 조건에서

얼음 결정이 성장하면서 눈송이는

여러 형태로 변할 수 있습니다.

예를 들면 온도나 습도의

미세한 변화에 따라 더 복잡

하거나 비대칭적인 모양이 될

수 있습니다.

이러한 다양한 조건들이 결합하여

눈송이마다 독특한 패턴을 만드는 것이지만

기본적인 육각형 구조는 그

변화하는 모든 형태의 기반이 됩니다.

답변이 마음에 드신다면

좋아요와 추천을 부탁드립니다.

Answer 7

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.결정체가 육각형 모양을 가지는 이유는 결정체 내 분자들이 서로 가장 밀도 높게 배열될 수 있는 형태가 육각형이기 때문입니다.

Answer 8

안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.

눈의 결정체가 육각형인 이유는 물 분자의 구조와 결정 격자에 있습니다.

1. 물 분자의 구조:

• 물 분자는 하나의 산소 원자와 두 개의 수소 원자로 이루어져 있습니다.

• 산소 원자는 두 개의 수소 원자와 104.5°의 각도로 결합되어 있습니다.

• 이러한 구조로 인해 물 분자는 약간의 극성을 띠게 됩니다.

2. 결정 격자:

• 물 분자는 서로 끌어당기는 힘(수소 결합)에 의해 결정 격자를 형성합니다.

• 육각형 구조는 물 분자 사이의 수소 결합을 가장 효율적으로 만들 수 있는 구조입니다.

• 즉, 육각형 구조는 물 분자의 에너지가 가장 낮은 안정적인 구조입니다.

3. 결정 성장:

• 눈송이는 구름 속에서 수증기가 응결되면서 형성됩니다.

• 물 분자는 서로 결합하여 육각형 모양의 작은 얼음 결정을 형성합니다.

• 이 작은 얼음 결정은 주변의 수증기를 더 흡수하여 성장하면서 육각형 모양의 눈송이를 만듭니다.

4. 다양한 모양:

• 눈송이의 모양은 온도, 습도, 기압 등의 환경 조건에 따라 다양하게 변합니다.

• 하지만 기본적인 구조는 육각형이며, 이는 물 분자의 구조와 결정 격자에 의해 결정됩니다.

Answer 9

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

눈의 결정체가 육각형 모양인 이유는 물 분자의 결정 구조와 관련이 있습니다. 물 분자는 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자로 구성되어 있으며, 이들이 결합하여 물 분자를 형성합니다. 물 분자의 구조는 V자 모양으로, 수소 원자와 산소 원자 사이의 각도는 약 104.5도입니다.

눈의 결정체는 물 분자가 얼어서 고체 상태로 변하는 과정에서 형성됩니다. 이때 물 분자들은 얼음 결정을 형성하게 됩니다. 얼음 결정은 물 분자들이 특정한 방식으로 배열되어 있는데, 이는 물 분자의 결합 각도와 관련이 있습니다.

물 분자의 결합 각도: 물 분자들이 얼음 결정을 형성할 때, 각 물 분자는 주변 물 분자와 수소 결합을 합니다. 이 수소 결합은 일정한 각도로 형성되는데, 이 각도가 104.5도입니다.

결정 구조: 물 분자들이 이러한 수소 결합을 통해 육각형 모양의 결정 구조를 형성하게 됩니다.

따라서 눈의 결정체가 육각형 모양으로 되는 것은 물 분자의 결정 구조와 수소 결합의 특성 때문입니다.