为什么水凝固后是不规则的冰,凝华后却是规则的雪花

为什么水凝固后是不规则的冰,凝华后却是规则的雪花
为什么水凝固后是不规则的冰,凝华后却是规则的雪花

为什么水凝固后是不规则的冰,凝华后却是规则的雪花
1.雪是水蒸气凝华形成的,具体如下：
雪花的形状,涉及到水在大气中的结晶过程.大气中的水分子在冷却到冰点以下时,就开始凝华,而形成水的晶体,即冰晶.冰晶和其他一切晶体一样,其最基本的性质就是具有自己的规则的几何外形.冰晶属六方晶系,六方晶系具有四个结晶轴,其中三个辅轴在一个平面上,互相以六十度角相交；另一主轴与这三个辅轴组成的平面垂直.六方晶系的最典型形状是六棱柱体.但是,当结晶过程中主轴方向晶体发育很慢,而辅轴方向发育较快时,晶体就呈现出六边形片状.
大气中的水汽在结晶过程中,往往是晶体在主晶轴方向生长速度慢,而三个辅轴方向则快得多,冰晶多为六边片状.当大气中的水汽十分丰富的时候,周围的水分子不断地向最初形成的晶片上结合,其中,雪片的六个顶角首当其冲,这样,顶角上会出现一些突出物和枝杈.这些枝叉增长到一定程度,又会分叉.次级分又与母枝均保持六十度的角度．这样,就形成了一朵六角星形的雪花.每片雪花在整体上虽然都是六角星形的,但在细微形态上却有很多差别.有人专门收集过不同形状的雪花,竟发现有六千多种不同的细微形态的雪花.
雪花从空中飘落时,为什么能保持六角形的形态呢?科学家们发现,雪花在空中飘浮时,本身还会振动,而这种振动是环绕对称点进行的,而这个对称点正是最初形成的冰晶,这就是保持雪花形态在飘落过程中不发生变化的原因.
不过,在极地,有时由于大气中的水汽不足,湿度极低,水汽结晶过程十分充裕,冰晶最终能形成六棱柱状的标准形态.因此,在极地区,有时就能看到降下来的雪不是片状的雪花,而是一些六棱柱形的雪晶
19世纪,科学家用物理学理论对雪花成因给以解释：水汽上升,在高空遇冷冻结成冰晶,对称和机遇显著地混合,形成不很确定的美妙的六角形.由于温度、湿度的差异,沿不同晶轴的方向增长的速率也不同,便有板状、星状、针状等多种多样的冰晶.冰晶在云内生长过程中,经历的环境不断改变,因此外观也各具姿态.
20世纪80年代,科学发展到用混沌理论对雪花成因解释.科学家发现,表面张力对正在固化的物质的分子结构无限敏感.在冰晶情形中,自然的分子对称导致6个生长方向的内在优先.而稳定性和不稳定性的混合可以放大这种微观优先,导致形成雪花的几乎分形的花边结构.
2.液态水中水分子排布不规则,凝固后,排布变规则了,由于氢键的作用,水分子间形成四面体结构,使得水分子间的空隙变大,所以水变冰后体积增大.含氢键的无机物质主要有水、氨和氟化氢,他们在凝固时都变成空间多面体（水、氨为四面体,氟化氢为空间双链结构）,所以他们都会冷胀.有机化学中大部分含氧衍生物都可能有氢键,但是基于碳架的影响,其氢键形成情况会非常复杂,