科學在線：為什么水會結冰，而二氧化硅會形成玻璃？
所屬分類： 行業新聞
發布時間：2023-07-17
每個人都知道水在攝氏零度結冰，然而水的“表哥”二氧化硅，在冷卻的過程中表現出不穩定的行為，液態硅冷卻時，它的原子不能排列成有序晶體。產生的凝固的物質——機械的固體，但顯微鏡下的液體——是一個玻璃。
水由單個的H2O分子組成，由強共價鍵結合而成，但通過較弱的氫鍵相互作用。水的穩定分子結構限制了原子的自由，導致水的定向性高。然而二氧化硅沒有分子形態，原子以一種較不定向的方式結合，導致方向性差。
二氧化硅是地球上***豐富的化合物之一，所以它對玻璃形成的偏好有著重大的影響。在某些方面，二氧化硅和水是相同的，它們具有相似的四面體對稱的協調幾何，而且它們都顯示出在一定溫度下變低密度的異常傾向，但在加壓的時候會有更多的液體。
水和硅之間的宏觀差異起源于微觀世界的結合，希望將這一原理推廣到其他物質，如液態碳和硅，它們在結構上與水和硅類似。***終的目標是發展出一個關于玻璃形成者與晶體形成者的不同之處的一般理論，而這是迄今為止科學家們一直未能做到的。
關鍵詞： 科學在線：為什么水會結冰，而二氧化硅會形成玻璃？
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