为什么水的密度比冰小?

这个现象可以从物质状态的变化来理解。水作为液体,其分子处于相对自由流动的状态,排列比较紧密。而当水结成冰变成固体后,水分子会形成一种较为疏松的晶体结构,虽然宏观上看起来是一大块,但从微观密度和体积比例来看,这种结构使得单位质量的体积变大,因此显得比同质量的水更占空间。

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这个解释挺直观的,但严谨来说,液态水里其实也存在由于氢键形成的短暂有序结构,只是不如冰晶格那么稳定和开放。正是因为冰这种高度有序的四面体氢键网络撑开了分子间距,才导致了体积膨胀。不过作为科普理解,说分子排列紧密程度变化确实容易让人接受。