盛夏酷暑，人們喝水時常喜歡往裡面加點冰塊，以求快速降溫。可是放進水裡的冰塊並沒有快速融化或者沉入底部，而是靜靜地浮在水面上，這是為什麼呢？
物體較「輕」時會浮在水面上，這裡所說的「輕」並不是重量、體積，而是與浮力相關的密度。密度與浮力關係為：若ρ物體<ρ水，則物體漂浮（上浮）；若ρ物體=ρ水，則物體懸浮；若ρ物體>ρ水，則物體沉底（下沉）。因為冰的密度比水小，所以根據密度與浮力關係可知，冰會浮在水面上。
根據諾貝爾化學獎獲得者鮑林提出的「氫鍵」概念——水和冰都是由水分子構成的，每個水分子又由兩個氫原子和一個氧原子構成。一個水分子中的氫原子與另一個水分子中氧原子產生的靜電吸引力就叫做氫鍵。但當液態的水在凝固成冰時，分子間的相互作用力使分子按一定的規則排列，冰中的每個水分子都會被相鄰的四個水分子包圍。由於氫鍵的方向性要求，水分子不能做到緊密堆積，整個冰的結構是六方或四方晶體，分子間具有較大的縫隙，空間利用率較小,從而導致冰的密度比水更小。而在液態的水中，分子的排列比較混亂，不像冰中的分子排列得那麼有規律。液態水中的氫鍵被拆散，水分子可以由一個四面體的微晶進入到另一微晶中去,因此液態水的密度就比冰塊大了。
對多數人來說，水和冰只是流動的液體和靜態的固體。但在微觀層面上，水的結構一直是個謎。中國科學院院士王恩哥曾在相關採訪中說過：「水分子之間是經由氫鍵相互連接而形成的一個複雜的網絡狀結構，而氫鍵的結構條件比較靈活，在常溫下就能輕易地引起反應、變化，並且還具有動態可逆的特點，對外部環境的刺激也有著獨特的響應特性，這就使得水的結構在受到氫鍵的影響而不斷地發展變化。」 不少專家也表示，到目前為止，還沒有任何研究能準確地判定出一個水分子的周圍究竟存在幾個水分子才能與之形成氫鍵。科學永不止步，關於水分子的奧秘，還需要我們繼續探索。
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作者： 蔣麗雯 [責任編輯: 鍾豔平]