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물의 특별한 성질
물이 얼 때 부피가 증가하는 이유는?
물 분자가 얼음이 될 때 육각형 모양이 되어 부피가 증가한다. 간단히 이야기하면 위와 같이 말할 수 있는데 그전에 물 분자에 대해 더 자세히 알아보자.
물 분자의 구조
물 분자는 부분적으로 (+) 전하와 (-) 전하를 띠면서 굽은형 구조를 하고 있다. 각각의 물 분자 사이에 수소 결합이 형성된다.
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수소 결합 hydrogen bonding
수소 결합 수소 결합, 물 분자 사이에 작용하는 인력으로 비슷한 분자량을 가지는 분자 사이 인력보다 매우 강한 힘. 수소 결합은 전기 음성도가 큰 F (플루오린), O(산소), N(질소) 원자에 수소 원
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실제 물 분자 즉, 액체상태의 물은 일부는 수소 결합에 의해 응집해 있기도 하고, 일부는 떨어져 있다. 얼음 즉 물의 고체 상태 어는점인 0 ℃ 보다 낮아지면 분자 운동이 약해지면서 모든 물 분자들이 수소 결합에 참여해 육각고리 모양의 결정상태가 되며 구조적 변화가 일어나게 된다. 이런 육각고리 사이에 빈 공간 때문에 얼음의 부피가 증가해 밀도가 낮아진다.
물이 얼면서 부피가 증가하고 밀도가 낮아지는 이런 변화로 인해 나타나는 현상
겨울철 호수나 강 위에 얼음이 표면부터 얼면서 물 위에 떠있다. 날씨가 추워지면 수도관 파이프가 얼어서 터진다. 암석 틈으로 스며 들어간 물이 얼면서 부피가 증가해 암석이 풍화된다.
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