水の氷結は通常よりも密度が低い

豆知識

通常、物質は固体になると液体よりも密度が高くなりますが、水は例外です。水の温度が下がると、水分子同士の相互作用が強くなり、氷結が始まります。氷は、水の分子が定位置に固定された状態であり、周囲のエネルギーにも影響されず、非常に安定した構造を持っています。しかし、氷は通常の固体と異なり、体積が拡大すると同時に密度が低下します。

この現象は、水分子が氷になる際に、一定の距離を保って配列することに起因しています。液体の水分子は、密に詰まっており、水分子が氷結すると、分子間の距離が広がります。液体中では、このような状態を保つことができませんが、氷の固体中でならば、水分子がこの状態を保ち続けることができます。故に、氷の密度は低くなるということになります。

まとめ

水は通常、固体になる際に密度が高くなるという特性を持つ物質とは異なり、氷ができると密度が低下します。これは、液体中で一定の距離を保った配列によって引き起こされる現象です。