Varför är vatten som tyngst vid 4 grader celsius?

Varför är vatten som tyngst vid 4 grader celsius?
Ja, det är alltså därför som isen hamnar på sjöns yta och inte fryser igenom hela sjön. Men varför är vatten tyngst vid 4+?

Jag kan inte ge ett fullständigt svar, men det beror på vätebindningarna som finns i vatten. Varje syre atom i vatten binder ju som bekant två väteatomer till sig. Men samtidigt är syreatomen (under vissa omständigheter) svagt negativt laddad och väteatomen är svagt positivt laddad. Det här betyder att väteatomen i själva verket kan ha bindningar till två syreatomer!! Detta kallas för en vätebindning

Varför är detta viktigt? Jo det finns bara en syreatom per vattenmolekyl. När väteatomen dras till två syreatomer så binds alltså flera vattenmolekyler samman. Vattnet "sitter ihop", en stuktur bildas denna struktur gör att avstånden mellan molekylerna ökar och densiteten minskar. I is är strukturen väldigt välordnad >> mindre densitet.

Men dessa vätebindningar är relativt svaga och bryts hela tiden av värmerörelsen i vatten. När vatten blir kallare än 4 grader så har värmerörelsen minskat så pass mycket att bindningarna hålls ganska väl samman. Detta gör att vatten som kyls från 4 grader blir lättare (får fler vätebindningar).

Man kan kanske säga att vatten kallare än 4 grader håller på att bli till is. Stukturen börjar infinns sig.

Disclaimer: Jag kan egentligen för lite om detta ämne, fel förbehålls

Klockrent, som taget ur en välskriven skolbok!