雪花为什么是六边形的?

发布网友发布时间：2022-05-02 05:24

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热心网友时间：2022-06-28 14:59

雪花形成的时候，大气里水气是饱和的，温度则在摄氏零度以下。微细的冰晶会渐渐围绕着凝结核。然后，冰晶连结在一起而雪花亦随之诞生。这过程被称为“结晶”。在结晶过程中，水分子会以它们的基本排列方式从液态变成固态。由于冰晶的基本模式是六角棱体，大部份冰晶的雏形都是六角形的。当更多的水分子与冰晶结合后,，他们会由第一个六角形开始保持冰晶的形状继续向外生长。
虽然大部份冰晶形成时有着六边对称的特性，但是它们会因应温度的改变而做成很多不同形状的变化。若温度低于摄氏零下三十度，六角柱体的冰晶便会形成，典型的六角形的扁平片状雪花会在摄氏零下十五度左右时形成。当温度上升至摄氏零下五度，无论针状、柱状抑或一些不能估计的形状的雪花便会产生。由于雪层越高，温度越冷，因此六角柱状的雪花通常会在高云形成。较低的云层通常会形成六角平面的片状雪花，而不同形状的结晶会在低云中产生。
我们知道雪晶的六角形状能细分为两大类，一是片状，另一类是柱状。我们经常看到比较美丽的雪花便是那些六边对称的片状雪晶。它们通常会在温度介乎摄氏零下五度至零下二十度之间形成，柱状雪花包括了针状和中空柱状，针状雪晶在温度介乎摄氏零度至摄氏零下五度形成，中空柱状在是低于摄氏零下二十度形成。
如果我们希望找出大部分冰晶是六角棱体的原因，我们或许应该首先了解一下水分子。水分子是由两个氢原子以及一个氧原子(这便是我们常把水称为H2O的原因)，它们以一种很强的键——共价键,
黏合在一起。
当液态的水分子被冷却至凝固点，水分子会互相碰撞，形成固态冰晶，然后它们会利用氢键结合在一起。若分子与分子之间结合，便会更稳定。相对来说，最稳定的排列方式是以六角形状把六个水分子黏在一起，这也是为什么大部份冰晶是六角形的。