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一般に同じ質量の物質では固相より液相の方が体積が大きいと思うのですが、H2Oの場...

ryu********さん

2019/1/1907:45:59

一般に同じ質量の物質では固相より液相の方が体積が大きいと思うのですが、H2Oの場合には相境界近傍でそうなっていないようです。固相の範囲でも温度を下げるとしばらくは体積が増加しているように思えます。

これらは熱振動のイメージからすると極めて奇異に感じるのですが、どのような機構でこのような現象が現れるのでしょうか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

a68********さん

2019/1/1908:10:22

これは氷の結晶構造と関係があります。
氷は1分子ごとに周りの4つの水分子と水素結合することで正四面体構造の結晶を作っています。
しかしこの構造は隙間が多く、転移温度より少し高い領域では熱振動による体積増加の寄与よりも、この隙間に水分子が入り込むことによる体積減少の寄与の方が大きいのです。
これにより転移温度近傍では氷よりも水の方が体積が小さくなります。

  • 質問者

    ryu********さん

    2019/1/1909:30:18

    ありがとうございます。
    液相で0℃~4℃の間でも同じように説明できるのですか?
    それと、水素結合の物質ではほかにも同様の物質がありますか?

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