Hoe komt het dat de dichtheid van ijs lager is dan dat van water?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Dat is een heel ingewikkeld verhaal. Het heeft te maken met intermoleculaire trillingen. Afkoelen is het onttrekken van energie. Normaal gesproken wordt die energie onttrokken aan de bewegingen van de moleculen zelf. De moleculen trillen daardoor minder heftig, waardoor ze dichter bij elkaar komen te zitten. Bij water wordt die energie op een bepaald moment vooral onttrokken aan de trillingen *tussen* de moleculen. Dat heeft te maken met het polaire karakter van de watermoleculen: die hebben een positieve en een negatieve kant. Doordat energie verdwijnt uit die intermoleculaire trillingen, kunnen de watermoleculen zich zo draaien, dat de positieve kant van het ene molecuul zich draait richting de negatieve kant van het volgende molecuul. Door die ordening hebben de watermoleculen minder vrijheid om zo dicht mogelijk opeengepakt te zitten; daardoor zet het water uit. Voor een detailbeschrijving: zie de Bron hieronder. Daar kun je lezen dat er meerdere stoffen zijn die dit gedrag vertonen; water is voor ons natuurlijk de bekendste.

Bronnen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Water_%28mole...

omdat water een vloeistof is en ijs een vaste stof Toegevoegd na 1 minuut: http://nl.wikipedia.org/wiki/IJs

Bronnen:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Water

Die watermoleculen in gewoon ijs (je kunt ook nog andere vormen maken, maar die komen in de natuur vrijwel niet voor) moeten in een zeshoekig kristalrooster passen. Tussen watermoleculen, en meer specifiek tussen het O-atoom van het ene molcuul en de H-atomen van buurmoleculen, bestaan waterstofbruggen, die ook de verklaring zijn voor de cohesie tussen watermoleculen. Die zijn er ook de reden voor dat water van die mooie druppels vormt. Die waterstofbruggen vallen gemiddeld in een energetisch optimale toestand als ze hiervoor een beetje worden "opgerekt" vergeleken met de toestand in vloeibaar water, waardoor dat zehoekig rooster gevormd kan worden. Gevolg: de moleculen gaan iets verder uit elkaar. Je kunt ook ijs maken dat een grotere dichtheid heeft dan water. Geen idee hoe dat precies werkt, maar dat zal wel iets met druk tijdens de vorming te maken hebben of zo, waardoor een ander kristalrooster dan die hexagon nét gunstiger is, en die waterstofbruggen anders ingepast worden.

Bronnen:
http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?s...

Een unieke eigenschap van ijs is dat het bij de smelttemperatuur een ca. 10% lagere dichtheid heeft dan vloeibaar water. Door de beperkingen die de waterstofbruggen aan de watermoleculen opleggen (tetraëdrische omringing van de moleculen) in combinatie met het kristalrooster is het niet mogelijk een dichtere vaste stapeling te verkrijgen. In de thermodynamica heeft de lage dichtheid van ijs tot gevolg dat het onder hogere druk een lagere smelttemperatuur heeft; een vrij unieke eigenschap.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100