Vatten är en mystisk vätska. Detta beror på det faktum att de flesta av dess egenskaper är anomala, dvs. skiljer sig från andra vätskor. Anledningen ligger i dess speciella struktur, som beror på vätebindningar mellan molekyler som förändras med temperatur och tryck. Is har också dessa unika egenskaper. Det är värt att säga att densiteten kan bestämmas med formeln ρ=m/V. Följaktligen kan detta kriterium fastställas genom att studera massan av ämnet i mediet per volymenhet.
Låt oss titta på några egenskaper hos is och vatten. Till exempel densitetsavvikelse. Efter smältning ökar isens densitet, passerar genom ett kritiskt märke på 4 grader, och först efter det börjar den minska med ökande temperatur. Men i vanliga vätskor minskar det alltid under kylningsprocessen. Detta faktum finner en fullständigt vetenskaplig förklaring. Ju högre temperatur, desto snabbare blir molekylerna. Detta leder till att de pressas isär, och följaktligen blir ämnet lösare. Vattengåtan ligger också i att det trots ökningenmolekylernas hastighet med ökande temperatur,
dess densitet minskar endast vid höga temperaturer.
Den andra gåtan ligger i frågorna: "Varför kan is flyta på vattenytan?", "Varför fryser den inte till botten i floder?" Faktum är att isens densitet är lägre än vatten. Och i processen att smälta någon annan vätska visar sig dess densitet vara mindre än en kristalls. Detta beror på det faktum att i den senare har molekylerna en viss periodicitet och är ordnade regelbundet. Detta är typiskt för kristaller av alla ämnen. Men förutom detta är deras molekyler "packade" ganska tätt. I processen med kristallsmältning försvinner regelbundenhet, vilket endast är möjligt med en mindre tät bindning av molekyler. Följaktligen minskar ämnets densitet under smältningsprocessen. Men detta kriterium förändras en hel del, till exempel, vid smältning av metaller, minskar det med i genomsnitt bara 3 procent.
Iss densitet är dock tio procent mindre än vattentätheten. Därför kan vi säga att detta hopp är avvikande, inte bara i sitt tecken, utan också i sin storlek.
Dessa pussel förklaras av isstrukturens egenheter. Det är ett rutnät av vätebindningar, där det finns fyra av dem vid varje nod. Därför kallas rutnätet fyrdubbelt. Alla vinklar i den är lika med qT, så den kallas tetraedrisk. Dessutom består den av sexledade ringar med krökt form.
En egenskap hos strukturen hos fast vatten är detpackade molekyler löst i den. Om de var i nära släktskap skulle isens densitet vara 2,0 g/cm3, medan den i verkligheten är 0,92 g/cm3. Av detta borde slutsatsen ha följt att förekomsten av stora rumsliga volymer skulle leda till uppkomsten av instabilitet. Faktum är att nätet inte blir mindre starkt, men det går att bygga om. Is är ett så starkt material att även de moderna eskimåernas förfäder lärde sig att bygga sina hyddor av det. Än idag använder invånarna i Arktis isbetong som byggmaterial. Följaktligen, med ökande tryck, förändras isens struktur. Det är denna stabilitet som utgör huvudegenskapen hos vätebindningarna i nätverk mellan H2O-molekyler. Följaktligen behåller varje vattenmolekyl fyra vätebindningar i flytande tillstånd, men samtidigt blir vinklarna olika från qT, vilket leder till att isens densitet är mindre än vattens.
