水分子为什么温度越底间隔越大 判断:温度越高,水的密度就越大 并说明为什么
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-01
水的反常膨胀及其微观解释
在一般情况下，当物体的温度升高时，物体的体积膨胀、密度减小，也就是通常所讲的“热胀冷缩”现象。然而水在由0℃温度升高时，出现了一种特殊的现象。人们通过实验得到了如图2－3所示的P－t曲线，即水的密度随温度变化的曲线。由图可见，在温度由0℃上升到4℃的过程中，水的密度逐渐加大；温度由4℃继续上升的合过程中，水的密度逐渐减小；水在4℃时的密度最大。水在0℃至14℃的范围内，呈现出“冷胀热缩”的现象，称为反常膨胀。水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。
物质的密度由物质内分子的平均间距决定。对于水来说，由于水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子，而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大，所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定。具体地说，水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定。当温度升高时，水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时，水分子的热运动减慢、缔合作用加强。综合考虑两个因素的影响，便可得知水的密度变化规律。
在水中，常温下有大约50％的单个水分子组合为缔合水分子，其中双分子缔合水分子最稳定。
多个水分子组合时，除了呈六角形外（如雪花、窗花），还可能形成立体形点阵结构（属六方晶系）。每一个水分子都通过氢键，与周围四个水分子组合在一起。图中只画出了中央一个水分子同周围水分子的组合情况。边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子组合，形成一个多分子的缔合水分子。由图可知，缔合水分子中，每一个氧原子周围都有——4个氢原子，其中两个氢原子较近一些，与氧原子之间是共价键，组成水分子；另外两个氢原子属于其他水分子，靠氢键与这个水分子组合在一起。可以看出，这种多个分子组合成的缔合水分子中的水分于排列得比较松散，分子的间距比较大。由于氢键具有一定的方向性，因此在单个水分子组合为缔合水分子后，水的结构发生了变化。一是缔合水分子中的各单个分子排列有序，二是各分子间的距离变大。
在液态水变成固态水时，即水凝固成冰、雪、霜时，呈现出缔合水分子的形状。此时，水分子的排列比较“松散”，雪、冰的密度比较小。
将冰熔化成水，缔合水分子中的一些氢键断裂，冰的晶体消失。0℃的水与0℃的冰相比，缔合水分子中的单个水分子数目减少，分子的间距变小、空隙减少，所以0℃的水比0℃的冰密度大。用伦琴射线照射0℃的水，发现只有15％的氢键断裂，水中仍然存在有约85％的微小冰晶体（即大的缔合水分子）。若继续加热0℃的水，随着水温度的升高，大的缔合水分子逐渐瓦解，变为三分子缔合水分子、双分子缔合水分子或单个水分子。这些小的缔合水分子或单个水分子，受氢链的影响较小，可以任意排列和运动，不必形成那样的“缕空”结构，而且单个水分子还可以“嵌入”大的缔合水分子中间。在水温升高的过程中，一方面，缔合数小的缔合水分子、单个水分子在水中的比例逐渐加大，水分子的堆集程度（或密集程度）逐渐加大，水的密度也随之加大。另一方面在这个过程中，随着温度的升高，水分子的运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。考虑水密度随温度变化的规律时，应当综合考虑两种因素的影响。在水温由0℃升至4℃的过程中，由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用，比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大，所以在这个过程中，水的密度随温度的增高而加大，为反常膨胀。
水温超过4℃时，同样应当考虑缔合水分子中的氢键断裂、水分子运动速度加快这两个因素，综合分析它们对水密度的影响。由于在水温比较高的时候，水中缔合数大的缔合水分子数目比较小，氢键断裂所造成水密度增加的影响较小，水密度的变化主要受分子热运动速度加快的影响，所以在水温由4℃继续升高的过程中，水的密度随温度升高而减小，即呈现热胀冷缩现象。
在4℃时，水中双分子缔合水分子的比例最大，水分子的间距最小，水的密度最大。
一，水分子温度越低间隔越大是因为水的反常膨胀现象。
二，水的反膨胀现象
一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。反常膨胀 的情况则相反。 水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。 只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的体积最小，密度最大。湖泊里水的表面，当冬季气温下降时，若水温在4℃以上时，上层的水冷却，体积缩小，密度变大，于是下沉到底部，而下层的暖水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。当水温降到4℃以下时，上层的水反而膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，一直到温度下降到0℃时，上面的冷水层结成了冰为止。以上阶段热的交换主要形式是对流。当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的热传导方式来进行热传递。由于水的导热性能很差，因此湖底的水温仍保持在4℃左右。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到，冰在冷却时与一般物质相同，也是缩小的。受热则膨胀，只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
温度升高,分子的热运动加剧,而分子的热运动是想着熵增加的趋势进行的,分子间间隔越大,分子的排列越无序,熵越大,整体结构越稳定,所以温度越高,分子间隔越大
因为氢键的作用。水分子之间不可能靠得太近。
4摄氏度以上热胀冷缩
4摄氏度以下冷胀热缩
为什么温度越高的分子间隔越大 为什么温度越高分子运动速度越快~
#党魏利# 水变成冰分子间的间隔为什么会变大 -
(19719252608)： 水分子间存在氢键 在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在;在液态水中,经常是几个水分子通过氢键结合起来,形成(H2O) n 在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀
#党魏利# 水在0至4度时为什么会热缩冷胀 - 作业帮
(19719252608)：[答案] 水分子在4度以下会靠分子间的氢键形成笼状的结构,而且温度越低这种笼状结构的体系长得越大,在冰里表现得最完美.这种笼状结构是水分子之间的一种重新排列,这种排列拉大了分子间的距离,所以水会热缩冷胀
#党魏利# 为什么水和其他物质不一样,在4摄氏度时密度最大? -
(19719252608)： 绝大多数物质有热胀冷缩的现象,温度越低体积越小,密度越大而水在4℃时体积最小,密度最大,为1kg·m?3(即1g·cm?3.这一现象也可以用水的缔合作用加以解释.接近沸点的水,主要是以简单分子的状态存在的.冷却时一方面由于温...
#党魏利# 为什么水在结冰的过程中,分子之间的距离反而比液态时的分子距离大啊? -
(19719252608)： 水的反常膨胀及其微观解释 在一般情况下,当物体的温度升高时,物体的体积膨胀、密度减小,也就是通常所讲的“热胀冷缩”现象.然而水在由0℃温度升高时,出现了一种特殊的现象.人们通过实验得到了P-t曲线,即水的密度随温度变化...
#党魏利# 水的反膨胀怎么解释呢? - 作业帮
(19719252608)：[答案] 由于反膨胀现象,4度的水密度最大,所以下沉 一般物质是温度越低体积越小,从而密度越大,而水分子间存在氢键,这是一种特定物质中才会有的分子间引力,温度下降时,水分子间距离减小,达到氢键的作用范围,因此水分子在氢键的作用下排...
#党魏利# 水结冰体积膨胀为什么分子间隔增大 -
(19719252608)： 应该反过来说,水结冰分子间隔增大导致体积膨胀; 假定一个固定水分子含量的水,暂时理想环境与外界不接触,当这部分水结冰时,它的分子间隔增大(特性),每个分子占据的空间比原来增加x%,统合所有水分子(总分子数量不变)整体占据空间比原来增加x%,表象为体积膨胀.
#党魏利# 水温越高,水分子越大吗? -
(19719252608)： 温度越高,分子间的范德华力越大,分子间的间距也越大.但分子本身大小是不变的. 0℃,水的分子式是H20,100℃,水的分子式还是H2O,如果水分子大小有变化的话,则其化学式必定产生变化.从上述我们可知,水分子的大小与温度无关.
#党魏利# 水在蒸发时,水分子之间的距离为什么会有变化? -
(19719252608)： 蒸发往往需要加热等给水提供能量的措施,这些能量能克服水分子之间的作用,使分子间距离变大,水变成水蒸气
#党魏利# 分子间隔的大小与温度有关么 -
(19719252608)： 没有固定的关系,水的密闭在4℃的时候最大.温度是原子自身震动能量的大小
#党魏利# 为什么水分子固态的间隔比液态间隔要大 -
(19719252608)： 因为水结冰时体积是变大的,即同质量的冰的体积比水大,则固体间隔大.
在一般情况下，当物体的温度升高时，物体的体积膨胀、密度减小，也就是通常所讲的“热胀冷缩”现象。然而水在由0℃温度升高时，出现了一种特殊的现象。人们通过实验得到了如图2－3所示的P－t曲线，即水的密度随温度变化的曲线。由图可见，在温度由0℃上升到4℃的过程中，水的密度逐渐加大；温度由4℃继续上升的合过程中，水的密度逐渐减小；水在4℃时的密度最大。水在0℃至14℃的范围内，呈现出“冷胀热缩”的现象，称为反常膨胀。水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。
物质的密度由物质内分子的平均间距决定。对于水来说，由于水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子，而水分子缔合后形成的缔合水分子的分子平均间距变大，所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定。具体地说，水的密度由水分子的缔合作用、水分子的热运动两个因素决定。当温度升高时，水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时，水分子的热运动减慢、缔合作用加强。综合考虑两个因素的影响，便可得知水的密度变化规律。
在水中，常温下有大约50％的单个水分子组合为缔合水分子，其中双分子缔合水分子最稳定。
多个水分子组合时，除了呈六角形外（如雪花、窗花），还可能形成立体形点阵结构（属六方晶系）。每一个水分子都通过氢键，与周围四个水分子组合在一起。图中只画出了中央一个水分子同周围水分子的组合情况。边缘的四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子组合，形成一个多分子的缔合水分子。由图可知，缔合水分子中，每一个氧原子周围都有——4个氢原子，其中两个氢原子较近一些，与氧原子之间是共价键，组成水分子；另外两个氢原子属于其他水分子，靠氢键与这个水分子组合在一起。可以看出，这种多个分子组合成的缔合水分子中的水分于排列得比较松散，分子的间距比较大。由于氢键具有一定的方向性，因此在单个水分子组合为缔合水分子后，水的结构发生了变化。一是缔合水分子中的各单个分子排列有序，二是各分子间的距离变大。
在液态水变成固态水时，即水凝固成冰、雪、霜时，呈现出缔合水分子的形状。此时，水分子的排列比较“松散”，雪、冰的密度比较小。
将冰熔化成水，缔合水分子中的一些氢键断裂，冰的晶体消失。0℃的水与0℃的冰相比，缔合水分子中的单个水分子数目减少，分子的间距变小、空隙减少，所以0℃的水比0℃的冰密度大。用伦琴射线照射0℃的水，发现只有15％的氢键断裂，水中仍然存在有约85％的微小冰晶体（即大的缔合水分子）。若继续加热0℃的水，随着水温度的升高，大的缔合水分子逐渐瓦解，变为三分子缔合水分子、双分子缔合水分子或单个水分子。这些小的缔合水分子或单个水分子，受氢链的影响较小，可以任意排列和运动，不必形成那样的“缕空”结构，而且单个水分子还可以“嵌入”大的缔合水分子中间。在水温升高的过程中，一方面，缔合数小的缔合水分子、单个水分子在水中的比例逐渐加大，水分子的堆集程度（或密集程度）逐渐加大，水的密度也随之加大。另一方面在这个过程中，随着温度的升高，水分子的运动速度加快，使得分子的平均距离加大，密度减小。考虑水密度随温度变化的规律时，应当综合考虑两种因素的影响。在水温由0℃升至4℃的过程中，由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用，比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大，所以在这个过程中，水的密度随温度的增高而加大，为反常膨胀。
水温超过4℃时，同样应当考虑缔合水分子中的氢键断裂、水分子运动速度加快这两个因素，综合分析它们对水密度的影响。由于在水温比较高的时候，水中缔合数大的缔合水分子数目比较小，氢键断裂所造成水密度增加的影响较小，水密度的变化主要受分子热运动速度加快的影响，所以在水温由4℃继续升高的过程中，水的密度随温度升高而减小，即呈现热胀冷缩现象。
在4℃时，水中双分子缔合水分子的比例最大，水分子的间距最小，水的密度最大。
一，水分子温度越低间隔越大是因为水的反常膨胀现象。
二，水的反膨胀现象
一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。反常膨胀 的情况则相反。 水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。 只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
一般物质由于温度影响，其体积为热胀冷缩。但也有少数热缩冷胀的物质，如水、锑、铋、液态铁等，在某种条件下恰好与上面的情况相反。实验证明，对0℃的水加热到4℃时，其体积不但不增大，反而缩小。当水的温度高于4℃时，它的体积才会随着温度的升高而膨胀。因此，水在4℃时的体积最小，密度最大。湖泊里水的表面，当冬季气温下降时，若水温在4℃以上时，上层的水冷却，体积缩小，密度变大，于是下沉到底部，而下层的暖水就升到上层来。这样，上层的冷水跟下层的暖水不断地交换位置，整个的水温逐渐降低。这种热的对流现象只能进行到所有水的温度都达到4℃时为止。当水温降到4℃以下时，上层的水反而膨胀，密度减小，于是冷水层停留在上面继续冷却，一直到温度下降到0℃时，上面的冷水层结成了冰为止。以上阶段热的交换主要形式是对流。当冰封水面之后，水的冷却就完全依靠水的热传导方式来进行热传递。由于水的导热性能很差，因此湖底的水温仍保持在4℃左右。这种水的反常膨胀特性，保证了水中的动植物，能在寒冷季节内生存下来。这里还应注意到，冰在冷却时与一般物质相同，也是缩小的。受热则膨胀，只有在0℃到4℃的范围内的水才显示出反常膨胀的现象来。
温度升高,分子的热运动加剧,而分子的热运动是想着熵增加的趋势进行的,分子间间隔越大,分子的排列越无序,熵越大,整体结构越稳定,所以温度越高,分子间隔越大
因为氢键的作用。水分子之间不可能靠得太近。
4摄氏度以上热胀冷缩
4摄氏度以下冷胀热缩
为什么温度越高的分子间隔越大 为什么温度越高分子运动速度越快~
因为一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，由于分子的运动和温度是有关的，所以这种无规则运动叫做分子热运动，温度越高，热运动就越剧烈。这是有分子内部的分子排列引起的，随着温度的升高，分子间的引力不在那么明显，分子的排列会由原来的有序变得散乱起来，分子间的间隔将会变大，这就使得分子有足够的空间和位置进行运动。就像水，水在4摄氏度是密度最大，水分子的排列在此时非常有序，当随着温度升高，水会开始蒸发，由液态变成气态，水分子到处飘散，就是因为水分子之间的间隔变大了，所以温度升高，分子运动越快。。。。。。。
首先：命题是错误的
在标准大气压下，水的最大密度出现在4摄氏度（3.98摄氏度）
原理是跟分子极性和缔合力有关
以下是借鉴别人的原理
由于水分子是极性很强的分子，能通过氢键结合成缔合分子（多个水分子组合在一起）。液态水，除含有简单的水分子(H2O)外，同时还含有缔合分子，最典型的两种是(H2O)2和(H2O)3，前者称为双分子缔合水分子。物质的密度由物质内分子的平均间距决定。当温度在0℃水未结冰时，大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在，当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在（在水温由0℃升至4℃的过程中，由缔合水分子氢键断裂引起水密度增大的作用，比由分子热运动速度加快引起水密度减小的作用更大，所以在这个过程中，水的密度随温度的增高而加大。），分子占据空间相对减小，此时水的密度最大。如果温度再继续升高在3.98℃以上，一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0℃时，水结成冰，水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子，在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键，两个氢键)，这样一种排布导致成一种敞开结构，也就是说冰的结构中有较大的空隙，所以冰的密度反比同温度的水小
#党魏利# 水变成冰分子间的间隔为什么会变大 -
(19719252608)： 水分子间存在氢键 在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在;在液态水中,经常是几个水分子通过氢键结合起来,形成(H2O) n 在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀
#党魏利# 水在0至4度时为什么会热缩冷胀 - 作业帮
(19719252608)：[答案] 水分子在4度以下会靠分子间的氢键形成笼状的结构,而且温度越低这种笼状结构的体系长得越大,在冰里表现得最完美.这种笼状结构是水分子之间的一种重新排列,这种排列拉大了分子间的距离,所以水会热缩冷胀
#党魏利# 为什么水和其他物质不一样,在4摄氏度时密度最大? -
(19719252608)： 绝大多数物质有热胀冷缩的现象,温度越低体积越小,密度越大而水在4℃时体积最小,密度最大,为1kg·m?3(即1g·cm?3.这一现象也可以用水的缔合作用加以解释.接近沸点的水,主要是以简单分子的状态存在的.冷却时一方面由于温...
#党魏利# 为什么水在结冰的过程中,分子之间的距离反而比液态时的分子距离大啊? -
(19719252608)： 水的反常膨胀及其微观解释 在一般情况下,当物体的温度升高时,物体的体积膨胀、密度减小,也就是通常所讲的“热胀冷缩”现象.然而水在由0℃温度升高时,出现了一种特殊的现象.人们通过实验得到了P-t曲线,即水的密度随温度变化...
#党魏利# 水的反膨胀怎么解释呢? - 作业帮
(19719252608)：[答案] 由于反膨胀现象,4度的水密度最大,所以下沉 一般物质是温度越低体积越小,从而密度越大,而水分子间存在氢键,这是一种特定物质中才会有的分子间引力,温度下降时,水分子间距离减小,达到氢键的作用范围,因此水分子在氢键的作用下排...
#党魏利# 水结冰体积膨胀为什么分子间隔增大 -
(19719252608)： 应该反过来说,水结冰分子间隔增大导致体积膨胀; 假定一个固定水分子含量的水,暂时理想环境与外界不接触,当这部分水结冰时,它的分子间隔增大(特性),每个分子占据的空间比原来增加x%,统合所有水分子(总分子数量不变)整体占据空间比原来增加x%,表象为体积膨胀.
#党魏利# 水温越高,水分子越大吗? -
(19719252608)： 温度越高,分子间的范德华力越大,分子间的间距也越大.但分子本身大小是不变的. 0℃,水的分子式是H20,100℃,水的分子式还是H2O,如果水分子大小有变化的话,则其化学式必定产生变化.从上述我们可知,水分子的大小与温度无关.
#党魏利# 水在蒸发时,水分子之间的距离为什么会有变化? -
(19719252608)： 蒸发往往需要加热等给水提供能量的措施,这些能量能克服水分子之间的作用,使分子间距离变大,水变成水蒸气
#党魏利# 分子间隔的大小与温度有关么 -
(19719252608)： 没有固定的关系,水的密闭在4℃的时候最大.温度是原子自身震动能量的大小
#党魏利# 为什么水分子固态的间隔比液态间隔要大 -
(19719252608)： 因为水结冰时体积是变大的,即同质量的冰的体积比水大,则固体间隔大.
