水は不思議な物質！！氷が水に浮く理由とは。カギは水素結合??

皆さん、こんにちは。今までは「だ、ある調」で記事を書いていましたが、「です、ます調」のほうが私的に書きやすいのでこれからは、「です、ます調」で書いていきます！！これからもよろしくお願いします。さて、最近また気温が上がり、長袖では少し暑いと感じるときが結構ありました。そこで氷の入ったお茶が飲みたくなると思いますが、氷がなぜかお茶や水に浮いているのです。

皆さんはこの現象を絶対知っていると思いますが、なぜそうなるのかご存知でしょうか。理由は氷のほうが密度が小さいからですが、氷のほうが密度が小さい理由をご存知でしょうか。いまから密度が小さい理由を紹介していきます( ｀・∀・´)ﾉﾖﾛｼｸ

鍵は水素結合なのです！！

普通の物資は気体→液体→固体の順に密度が大きくなることが多いが、水の場合、固体が液体よりも密度が小さい。

少し変わったこの性質には「水素結合」という化学構造が深く関わっています。

水分子（H₂O）は酸素原子１個と水素原子２個で出来ており、水素はプラス、酸素はマイナスの電気を帯びています。（理由は電気陰性度が関わっていて、電気陰性度とはどれだけマイナスの電気を帯びやすいか示す値で、酸素のほうが水素よりこの値が大きいため。これにより、ある水分子の水素は、隣にある水分子の酸素と引き合い、緩やかに結びつきます。これが「水素結合」です。

液体の状態では、水素結合によって、水分子同士が柔軟なネットワークを作っていますが、氷になると、これらの水分子が規則正しく並ぶため、空洞が増えるのです。これが氷のほうが密度が小さい理由です。

この水素結合は水の沸点にも影響を与えています

水は沸点が100℃ですが、ほかの物質のほとんどは水より沸点が低いです。例えば、エタノールは78℃、アンモニアは－33℃、硫化水素は－60℃と、結構違いがあります。

この理由は水素結合にあります。

液体を加熱すると、熱エネルギーにより、水分子は動き回ろうとしますが、この水素結合によって、これを抑え、自由に動き回れないようにしているのです。なので、一般の物質より沸点が高くなるというわけです。

このように水は一般の物資と違い、不思議な物質なのです。ほかにも水にはいろいろなほかの物質にはない面白い特徴があるので、他の記事で紹介したいと思います。

実は、私たちが気持ちよく地球上で過ごせるのは、水のおかげなのです。これは水の比熱に関係がしています。

また、湖は冬になっても、表面が凍ることはあっても仲間では凍りません。これは水の密度に関係があります。

ここらへんのことはまた後で紹介しますので、ぜひご覧になってください！！

見てくださりありがとうございました！！