눈의 결정체는 왜 육각형인가요?
눈의 결정체를 보면 육각형모양인데 왜 육각형모양으로 되는건가요? 육각형이 아닌 다른 모양으로도 눈의 결정체가 만들어지기도 하나요?
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.
안녕하세요. 김채원 과학전문가입니다.
눈의 결정은 물분자간 결합에 의해서 모양이 결정됩니다.물분자끼리는 수소결합을하고 이 각도가 120도와 근접해있기때문에 육각형태의 결정을 만들어내고 결정이 자라날때도 육각형 형태를 보입니다.
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
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
물분자들은 수소결합이라는 특수한 결정형태의 결합을 통해 얼음이 됩니다.이 수소결합의 각도가 104.5도정도로 120도와 가깝기때문에 육각형태로 얼어붙게 됩니다.
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.
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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.
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안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.결정체가 육각형 모양을 가지는 이유는 결정체 내 분자들이 서로 가장 밀도 높게 배열될 수 있는 형태가 육각형이기 때문입니다.
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.
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.
