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こんばんは、
1番は解説の通りという感じなのですが、どこがわからないでしょうか？
天下りにはなりますが、氷の結晶構造は図で示されている通り１つの水分子に対し四つの水分子が四面体構造の形を取る配置になります。これはH,O間の水素結合は4つできているということを示しているわけです。
2番は、熱が加わるとその熱エネルギーによって結合が一部分切れてしまい、水素結合によって保たれていた四面体構造が崩れて、元々四面体構造のときにあった隙間に水分子が入り込んでくる形になります。これによって密度が大きくなり、密度のより小さい氷は水に浮くことになります
1番
まず物質というものはなるべく安定した状態で存在したい！という傾向があり、H2Oは他の物質とは違い水素結合の方向性で特殊な結晶構造を持ちます。それが画像の図に描かれているように四面体の形になります。
氷では、一つのH2O分子に対してその安定性の観点から4つ水素結合を作ることができて、それが上手いことお互いバランスよく安定的に配置したら四面体構造になった、みたいな感じでいいかと思います。
「１つのH2Oに対して」周りに4つH2Oが四面体の形で配置されていることから必然的に真ん中にH2O分子があることになります。仮に真ん中にないとして結晶構造描いてみると辻褄が合わなくなるのがわかるかと思います。
言葉だと説明が難しいのですが、問題文の図a,bをよく見てみて、四面体構造が繰り返されているのがわかるかと思います。
2番は今説明した通りですが、仕方を変えてみますね！
氷では、H2O分子は水素結合により規則正しく並んでいて動くことができません。しかし固く繋いでいた水素結合が切れるとH2O分子は少し自由に動くことができるようになり、H2O分子同士の距離が近づいたりすることができるようになります、それがいろんなところで起こるので、隙間が少なくなることがわかるかと思います。
例えばですが、図aの結晶構造を上から水素結合も切れるくらいの力でえーいって押しつぶそうとしたら水素結合がブチブチ切れてどんどん原子同士が近くなるのがわかりますか？そういうイメージです
返信遅れてごめんなさい！
分かりました！
ありがとうございました🙇♀️
1番で正四面体の真ん中にも水分子がある理由と2番で結合が切れたのに隙間が増えず減少する理由を教えて下さい🙇♀️