高校化学、密度

質問

水の密度はちょうど１（ｇ／ｃｍ＾３）ですが、氷は０，９２、水蒸気（１００℃）は０，９６だそうです。
水分子（H2O）は固体の時は分子間力が働いて、きれいに並んでいる、液体は分子間力は少なく、ある程度自由に動く、気体はかなり自由に動くので、上の数字、液体１＞気体０．９６＞固体０，９２というのは納得がいきません。
固体（1より大きくなる）＞液体（ちょうど1）＞気体（1より小さくなる）（☆）のようになるような気がするのですが、なぜ☆のようにならないのでしょうか?

回答No.3

Tacosan · ベストアンサー

まず, 水蒸気の密度はそんなに大きくありません. 疑問に思わなかったんですか?

あと, 水の固体である氷はその温度や圧力によって非常に多くの相を持ちます. 水と平衡になる固体だけでも氷I, III, V, VI, VII などの相があり, そのうち「水に浮く」のは氷I (正確には氷Ih) のみです. 温度と圧力によってどのように相が変化するかは「相図」という図になっているのでてきとうに調べてください.

回答No.2

Tacosan

「水蒸気（１００℃）は０，９６だそうです」ってのは, いったいどこにあるデータなんだろう.

固体<液体 というのも, 固体の相によるのでなんともいえんのだけど.

補足

そうなのですか？
私は、初学者なので、分子の運動の自由度は、気体＞液体＞＞固体ですが、それ以外にも、密度を決定する要因はあるのでしょうか?できれば、具体的に教えていただけませんか?
水蒸気（１００℃）は０，９６というのは参考書に載っていたのですが、まずいのでしょうか?

回答No.1

mmmma

固体の水（氷）は特別です。

普通の物質は固体のときが密度がもっとも大きく、温度が上がるにつれて密度が小さくなります。

水はその分子の形状（くの字型）と水素結合の強さが影響しています。
くの字の先端に水素原子、折れ曲がったところに酸素原子があり、温度が下がると水素－酸素間の結合力の影響が大きくなり、分子が運動できなくなります。
分子が動けなくなったときに氷になるのですが、分子が自由に動けたときにはなかった分子間の隙間が、水素結合で分子が動けなくなると隙間ができるために、密度が小さくなるのです。