文章摘要：日常生活中，我們看到冰塊在水面上漂浮，影視作品上，更是看到巨大的冰山浮在大海中。冰，水為之，為什么會(huì)浮在水面上呢？為什么不符合熱脹冷縮的原理呢？

　　熱脹冷縮，指的是物質(zhì)受熱時(shí)體積會(huì)變大，受冷體積變小。就拿最常見的溫度計(jì)就是依據(jù)這一原理制作的，對(duì)于物質(zhì)這一性質(zhì)大家深信不疑。但是，有一種物質(zhì)比較反常，冰是水降低溫度到0度下的產(chǎn)物，卻比水輕。

　　冰的密度比水小，所以能浮在水面上。為什么冰的密度反而比水小呢？原因只有一個(gè)，就是水在結(jié)冰的時(shí)候，體積增大了，其中的原因是什么呢？

　　原來水分子之間存在一種特殊的作用??氫鍵。

　　液態(tài)水，除含有簡(jiǎn)單的水分子（H2O）外，同時(shí)還含有締合分子（H2O）2和（H2O）3等，當(dāng)溫度在0℃水未結(jié)冰時(shí)，大多數(shù)水分子是以（H2O）3的締合分子存在，當(dāng)溫度升高到3.98 ℃時(shí)，水分子多以（H2O）2締合分子形式存在，分子占據(jù)空間相對(duì)減小，此時(shí)水的密度最大。

　　如果溫度再繼續(xù)升高在3.98 ℃以上，一般物質(zhì)熱脹冷縮的規(guī)律即占主導(dǎo)地位了。水溫降到0 ℃時(shí)，水結(jié)成冰，水結(jié)冰時(shí)幾乎全部分子締合在一起成為一個(gè)巨大的締合分子，在冰中水分子的排布是每一個(gè)氧原子有四個(gè)氫原子為近鄰（兩個(gè)共價(jià)鍵，兩個(gè)氫鍵）。這樣一種排布導(dǎo)致成一種敞開結(jié)構(gòu)，也就是說冰的結(jié)構(gòu)中有較大的空隙，所以冰的密度反比同溫度的水小。

　　冰與水中氫鍵的比較

　　知道水結(jié)冰時(shí)體積會(huì)膨脹，我們就要利用這一性質(zhì)。所以冬天到來之前，放在露天的瓦缸都應(yīng)該倒扣過來，免得積了水會(huì)凍裂。自來水管得用稻草包扎起來，結(jié)了冰放不出水來還是小事，凍裂了損失可大了。不能耐寒的花樹果樹和幼小的苗木，也得用稻草包扎。樹木的細(xì)胞里含的水要是結(jié)了冰，會(huì)把細(xì)胞膜脹破，植物的組織就給破壞了。 農(nóng)用機(jī)車用完之后必須將水箱的水放盡，以免凍裂等等。

　　來源：馬博士教育網(wǎng)

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