导读:由于氢键网络中有足够的间隙,冰密度比水小,叙述一下。
氢键手绘示意图水之氢键
物所存凡三态,散之为气,气聚而为液,液益聚而为固。由是言之,固者,密于气、液也当矣。冰,水作之也。今置冰水中,冰皆浮其上,是其质反疏于水,非密也。何哉?以氢键故也。
水者,一氧而二氢。氧之有氢,如卒之执刃,以共价相羁縻。氧喜近电子,价负而有余,氢电性则正。方此水与彼水遇,则此氧与彼氢相招引,以正负异也,即为氢键。冰、水皆有氢键。冰间,氢键之相续,如军中以刃抵前列为阵,卒皆不敢动,必整肃,而间亦有隙,故质疏也。阵解而刃弛,人微近,间亦密,则冰解为水。此冰、水所以疏密异也。
天寒,河皆冻,而水犹暖于下,活,鱼龙所能游也。江湖之暖,以冰蔽天地之寒也。设使冰结而沉于水中,则一河皆冻,鳞介之物不存矣。幸哉!冰以氢键浮于水上也。
其实更深入讲,物质也不止这三态。而且研究表明氢键里面不止静电,同时有量子成分。
Science DOI: 10.1126/science.aaf2042
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