물은 얼음이 되면서 밀도가 낮아지는 이유가 궁금합니다.

Question

다른 액체는 그렇지 않은데, 어째서 물은 얼면서 밀도가 낮아지는 것인가요? 물의 분자구조는 다른 액체들과는 어떻게 다르길래 이런 특성을 나타내나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

물이 얼음이 되면서 밀도가 낮아지는 이유는 수소 결합의 구조와 세포 간격의 변화 때문입니다.

물은 액체 상태일 때 수소 결합이 형성되어 있습니다. 수소 결합은 물 분자들 간에 강한 전자적인 결합으로 작용하며, 이는 물 분자들을 서로 연결시킵니다. 이 수소 결합은 물 분자들이 서로 더 밀접하게 배치되도록 유지합니다.

하지만, 물이 얼음이 되면 수소 결합의 구조가 변화합니다. 얼음의 구조는 정렬된 격자 모양으로 형성되는데, 이로 인해 물 분자들 간의 평균적인 거리가 멀어지게 됩니다. 이렇게 되면 물 분자들 간에 상대적인 공간이 커지고, 결과적으로 밀도가 낮아지게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 서정원 과학전문가입니다.

물은 다른 물질과 다르게 액체 에서 고체로 편하게 되면 밀도가 작아져서 물에 얼음이 뜨는 현상이 발생 하죠.

그 이유는 물이 얼음으로 변하는 과정에 수소 결합 의 의원 부피 증가가 일어나고 같은 질량 당 부피가 큰 얼음의 밀도가 감소 하면서 물 위에 뜨게 되는 현상이 발생합니다! 결론은 물의 수소 결합 때문이죠!