얼음이 과학적으로 어떻게 구성되어있나요?

Question

물을 얼리면 얼음이 되는것으로만 알고있지 과학적으로 어떤 구성으로 되어있는지 몰라서요 얼음이 과학적으로 어떤 구성으로 되어있는지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

물이 얼면 육각형 결정 구조를

가진 얼음으로 변합니다

이는 물 분자 간의 수소 결합이

특정 방식으로 배열되기 때문입니다.

얼음은 액체 상태의 물보다

밀도가 낮아 부피가 증

가하고 이는 물이 얼면 부풀어 오르는 이유입니다.

얼음은 빛을 굴절시키는 특성을 가지고 있어

투명하게 보이지만

불순물이나 공기가 포함되어 있을 경우 흰색이나 흐릿하게

보일 수 있습니다.

쌍극자 특성을 가지고 있어 양전하와

음전하 부분이 존재합니다.

양전하 부분은 음전하 부분에 인력을 받아 수소 결합을

형성합니다.

수소 결합은 육각형 구조를 만들도록 물 분자를 배열합니다.

이러한 육각형 구조는 얼음의 강도와 경도를 높여줍니다.

눈 서리 빙하 해빙 등 다양한

형태로 존재합니다.

온도 압력

불순물의 영향을 받아 형태가 결정됩니다.

눈송이는 수증기가 승화하면서

만들어지는 얼음 결정입니다.

서리는 땅이나 물체 표면에 수증기가 승화하면서

만들어지는 얼음 결정입니다.

빙하는 오랜 시간 동안 쌓인 눈이 압축되어 만들어진

거대한 얼음 덩어리입니다.

해빙은 바닷물이 얼어서 만들어진 얼음입니다.

액체 상태의 물보다 밀도가 낮습니다.

빛을 굴절시키는 특성을 가지고 있습니다.

열을 잘 전도하지 않습니다.

물보다 부피가 커지기 때문에 부풀어 오릅니다.

다양한 형태로 존재하며 온도 압력

불순물에 영향을 받습니다.

지구 표면의 약 70%를 덮고 있으며

지구 기후에 중요한 역할을 합니다.

해수면 상승 해양 생태계 기상 현상 등에 영향을 미칩니다.

담수 자원으로 활용되기도 합니다.

다양한 레저 활동과 과학 연구에 사용됩니다.

지구상에서 가장 깊은 얼음은 남극 대륙의 빙하에서

발견되었으며 그 깊이는 약 4km입니다.

얼음은 매우 강하고 단단압력에 의해 변형될 수 있습니다.

얼음은 빛을 굴절시키는 특성을 가지고 있어

렌즈 역할을 할 수 있습니다.

얼음은 열을 잘 전도하지 않기 때문에

단열재로 사용될 수 있습니다.

답변이 마음에 드신다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

물이 얼면 얼음이 되는 것은 맞습니다. 그 이유는 물 분자들이 서로 결합하여 얼음 분자로 바뀌기 때문입니다. 물 분자는 수소 원자 두 개와 산소 원자 하나로 이루어져 있습니다. 이 분자들은 서로 결합할 때 수소 원자와 산소 원자 사이에 강한 전자적 결합이 형성됩니다. 이 전자적 결합은 물 분자들을 서로 끌어당겨 결합시키는데 이게 물의 액체 상태를 유지하는 이유입니다.

하지만 물의 온도가 영하로 내려가면 물 분자들이 서로 떨어지게 되고 이때 물 분자들은 더 이상 전자적 결합을 유지할 수 없게 됩니다. 그래서 물 분자들은 얼음 분자로 변하게 되는데 이때 각 분자들은 서로 규칙적인 패턴으로 배열되어 있습니다. 이 규칙적인 배열은 얼음의 격자 구조를 형성하게 되는데 이게 얼음이 단단한 상태가 되는 이유입니다.

따라서 얼음은 물 분자들이 서로 결합하여 형성된 격자 구조로 이루어져 있습니다. 감사합니다.

도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.

Answer 3

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

얼음은 물이 얼어 고체가 된 상태를 말합니다. 물 분자는 H2O로 산소 (-)와 수소 (+) 원자로 이루어져 있습니다. 이 물 분자가 서로 결합하면서 수소 결합이 이루어지고 연속적으로 결합하여 육각형 모양의 결정이 생성되어 얼음이 됩니다. 얼음은 물보다 부피가 크며, 밀도가 작아지는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 물이 얼 때 부피가 늘어나는 유일한 비금속인데요. 이로 인해 얼음은 물 위에 뜨며, 수중 생물이 겨울에도 살아남을 수 있게 합니다. 또한 얼음은 냉동된 동물 세포의 구조를 파괴하거나 냉동 고기의 맛을 떨어뜨리는 원인이 됩니다.