水在4℃時(shí)密度最大,是由于水分子間有氫鍵締合這樣的特殊結(jié)構(gòu)所決定的。根據(jù)近代X射線(xiàn)的研究,證明了冰具有四面體的晶體結(jié)構(gòu)。這個(gè)四面體是通過(guò)氫鍵形成的,是一個(gè)敞開(kāi)式的松弛結(jié)構(gòu),因?yàn)槲鍌�(gè)水分子不能把全部四面體的體積占完,在冰中氫鍵把這些四面體聯(lián)系起來(lái),成為一個(gè)整體。

為什么水在4°c時(shí)密度最大

一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)，溫度越高，物質(zhì)的密度越小。但水卻是一個(gè)例外，熱脹冷也脹，只有在4℃時(shí)候，體積最小。高于4℃或低于4℃時(shí)，體積都會(huì)膨脹。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“反常膨脹現(xiàn)象”。

在水中除了單分子H2O外，還有這些簡(jiǎn)單分子結(jié)合而成的較復(fù)雜的(H2O)n(n可以是2、3、4……)分子。這種由簡(jiǎn)單分子結(jié)合成較復(fù)雜的分子集團(tuán)而不引起物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)改變的過(guò)程，稱(chēng)為分子的締合，相反的過(guò)程稱(chēng)為離解。締合是放熱過(guò)程，離解是吸熱過(guò)程，所以溫度升高，水的締合程度降低(n減小)，溫度降低，水的締合程度增加(n增大)。