為什麼水在4度的時候是最大的密度?

因為水份子的結構是並非成一直線, H2O 的結構為 H=O=H, 而 H=O 和 O=H 兩個雙鍵之間的角度約為 105 度, 加上氧原子偏帶負極, 氫原子偏帶正極, 一個 H2O 的氧原子會和另一個 H2O 的氫原子互相吸引產生氫鍵。

當溫度下降而在攝氏四度或以上時, 水份子的距離縮短, 密度增加。但是在攝氏四度以下時, 因為一個 H2O 的氧原子會和另一個H2O的氫原子距離太接近, 互相吸引之下, 水份子開始有規則的排列, 形成鑽石裡碳原子的排列方式, 就好像每個 H2O 份子以雙手 (H 原子) 推著另外的 H2O 份子的背部 (O 原子) 一樣。H2O份子之間空間也多了, 所以密度減低。

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