在现实的世界,假如冰的密度比水大,这么这个世界将会怎样样?最简单的答案应当就是冰下沉,然后海平面上升,最后吞没无数的低海拔地区吧。虽然不说每到夏季,世界较高维度的海洋不断地有冰下沉,之后下沉以后的冰又因未能溶化而导致月球越来越冷了,单单就南北极的冰川全部坠入海底就足以令好多现今所能存在的东西消失了。
浮在水面上的冰川
可见冰的密度要是比水大,这么这本来的世界将会与现今的有多大的不同啊,而这个不同,其实直接所造成的就是月球未能蕴育生命吧。
按常理来说,冰的密度要比水大,这是多么理所其实的事啊,虽然几乎所有的东西遇冷的时侯就会收缩,之后密度会变大,而且水为何会有结冰以后容积反倒会比没结冰之前的密度更小呢?这反其道而行的现象究竟是不是由于被特地安排的呢?
水
虽然要说水结冰以后的密度反倒会比结冰前的小是被特地安排的话,那只不过是由于我们对水还不够了解而已,由于就科学的层面上来说,存在即合理,既然水结冰以后的密度要比结冰之前的低,那这必然是要有一个合理的解释的。这么这个合理的解释是哪些呢?虽然也就是水结冰的时侯水份子的排列方法的问题。
冰
要了解水份子结冰以后的排列方法,我们可以先去了解水,它究竟是个哪些样的东西。
一个水份子是由两个氢原子跟一个氧原子组成的,通常的思维中,在不了解水份子结构的前提下,假如要对水份子的结构进行推测,想必会有99%的人会觉得水份子的结构应当是平衡的,即是绝大部份的人会觉得水份子的结果是一个氧原子在水份子的中间,而两个氢原子则对称地处在氧原子的两侧,由于只有这样的结构的水份子,那能够达到一种力的平衡,可事实是你们都猜错的。水份子的结构真的像是被特地安排的一样,一个水分子中的两个氢原子没有对称地分布在氧原子的两侧,而是以一个V形的形式侧向于氧原子的一边,因而给水侧出了一个极性来。
水份子
若水分子中的两个氢原子规矩地像气体,或则二氧化碳等分子一样,有一个完美的对称结构,这么水也就不会像如今这样成为一种极性的物质了。
这么水的极性究竟是如何回事呢?显然这也正是由于水分子中的两个氢原子不按常理出牌而引起的。在一个水分子中,氧原子吸纳了两个氢原子的电子导致两个氢原子丧失了电子而裸漏出来并呈现出正电性,而氧原子则由于吸附多了两个电子而呈现出负电,刚好,两个氢原子又神奇地同侧向了一边,这也就促使在一个水分子中的正电性与负电性难以由于对称抵消,因而也就促使一个水分子中,一端呈现了正电,而另一端而呈现了负电了。
水底的电负性
正负电可以相互吸引,而由水份子所组成的水,虽然也就是由于一个水份子呈现出负电的氧原子端吸引着另一个水分子中的正电的氢原子端,而其呈现出正电的两个原子端又去吸引着其他水分子中的氧原子,这样一个吸着一个也就成了我们所说的电负性了。
强悍的电负性力赋于了水能以三种状态同时存在于自然界之中
虽然也正是由于电负性的存在,水才可以成为自然界中惟一一种能以三种化学状态存在的物质,也即是气态,液态与固态。
水的气态是由于水份子早已完全甩掉了络合物的禁锢而致使每一个水份子得以自由的一种状态冰和水的密度谁大,在这些状态中,因为水份子之间的距离远,所以官能团早已未能发挥作用,也就是没法再将水份子联接上去的一种结果。
水的液态是水份子在构象的禁锢作用下能够进行自由联通的一种状态。这些状态是由于水底的热量容许水份子拥有足够的能量在水体系中到处“走动”,但是这能使它们到处走动的热量并不足以让它们挣开官能团的一种结果。
水的固态,虽然也就是冰,在水还是液态的时侯,水份子可以自由走动,而这自由走动的能量是来始于外界给水提供的热量,也即是体温,可当这水的气温不足,就是说当水的气温高于零度以后,水份子早已没有了足够的能量来对构象作出有效的挣扎而得以自由走动,这个时侯的水份子的状态将由电负性的力来主导。
官能团的力将一个一个的水份子给拉伸排列上去,而在水份子没有由于电负性的力来将它们拉伸排列的时侯,水份子是可以最大限度地去填充水体系内部的分子与分子间的缝隙的,可当官能团的这个力将水份子一个连着一个的时侯,水体系内的水份子缝隙就变大了,而变大了的水份子缝隙所直接造成的就是水从液态变为固态以后的容积减小了10%左右。
可想而知,冰的密度比水小是有道理的,但是觉得水份子的内部化学结构及性质而言,水结冰后的密度真的只能大于结冰前的,而这结冰前后的密度早已不能用简单的热胀冷缩的原理来解释了。虽然热胀冷缩只是说明物质的分子间的距离还有由于水温问题而继续缩小的可能,而且水不一样冰和水的密度谁大,在正常体温下的水,其水份子之间的距离就早已由于电负性的撕扯而靠得比较近了,由于气温再增加,水也不会再收缩多少了(4℃时的水的收缩达最大的程度,这时侯的水的密度最高)。
水
为此说,水与其他物质不同的神奇之处就在于它不按常理出牌地将一个水分子中的两个氢原子统一歪向了一边,促使水份子的极性得以彰显,因而也就促使官能团得以显著的存在,并将水份子一个接一个的拉到一起,否则,没有构象的存在的话,明天的水,在0℃之下肯定仍然是跟氧气或则是其他的二氧化碳那样是气态的。
假如0℃之下的水仍然是气态的,那世界将怎样谈论生命的起源?所以说啊,我们要谢谢上天,谢谢他特意将一个水分子中的两个官能团给拨到了同一边,让它们可以形成络合物。