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冰是固體(ti) ，直觀上，它應該比液體(ti) 重，放在水上會(hui) 下沉。因為(wei) 大多數物質都是如此，但水是一個(ge) 例外。它的氫鍵和固態實際上使它比液態時更輕。水在 4 攝氏度時的密度最高。此外，冰的重量約為(wei) 水體(ti) 積的 90%，因此，90% 的冰在水下，其餘(yu) 的在水上。
當化合物處於(yu) 固態時，與(yu) 該化合物處於(yu) 液態時相比，單個(ge) 分子更緊密地堆積在一起，因此固態比液態更致密。為(wei) 什麽(me) 水不是這種情況？
冰的密度低於(yu) 水的原因與(yu) 氫鍵有關(guan) 。眾(zhong) 所周知，水是由一個(ge) 氧原子和兩(liang) 個(ge) 氫原子組成的。它們(men) 通過非常牢固的共價(jia) 鍵連接。然而，另一種類型的鍵也在不同的水分子之間形成，稱為(wei) 氫鍵，它更弱。這些鍵的形成是因為(wei) 帶正電的氫原子被附近水分子的帶負電的氧原子吸引。當水變暖時，分子非常活躍，四處移動，並迅速形成和破壞與(yu) 其他水分子的鍵。他們(men) 有能量推近彼此並快速移動。
當水開始結冰時，水分子形成有序的晶體(ti) 結構。通常，當水是液態時，單個(ge) 水分子可以相互移動，相反的電荷相互吸引。然而，當水結冰時，水分子的方向會(hui) 導致相同的電荷相互排斥。這意味著水分子在結冰時會(hui) 被推開，從(cong) 而降低冰的總密度。由於(yu) 分子被推開，結冰的水實際上會(hui) 膨脹。當結冰的水膨脹時，它會(hui) 產(chan) 生向外推的力。這就是為(wei) 什麽(me) 容器和其他物體(ti) 在水結冰時會(hui) 破裂的原因。
冰浮對地球生物的意義(yi)
如果冰不漂浮在水麵上，地球上的生活將相當困難。例如，當水體(ti) 在寒冷地區結冰時，隻有表層結冰，而在冰層以下，水仍然以液態形式存在。這是因為(wei) 冰漂浮在液態水上，通過形成厚厚的冰層，將下方的液態水隔絕。如果冰比液態水密度大，它就會(hui) 沉到水底，整個(ge) 水體(ti) 就會(hui) 從(cong) 下往上完全結冰。這將使海洋生物無法在寒冷地區生存，我們(men) 的星球也難以維持穩定的生態係統。
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