captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.
Zdjęcie płatków śniegu zrobione w 1902 roku. Fot. Wilson Bentley

Zdjęcie płatków śniegu zrobione w 1902 roku. Fot. Wilson Bentley

Krótko rzecz ujmując – płatki śniegu są sześciokątne, bo woda ma absolutnie niezwykłe właściwości fizyczne. W dodatku to, co widzimy gołym okiem to nic innego jak gigantyczne powiększenie zjawisk, które dzieją się na poziomie pojedynczych atomów.

Tak naprawdę to wszystko sprawka wiązań wodorowych. Śmiało można powiedzieć, że to temu rodzajowi wiązań chemicznych zawdzięczamy swoje istnienie. Wiązania wodorowe odgrywają ogromne znaczenie w budowie DNA, tworzeniu struktury przestrzennej białek i polisacharydów. W dodatku fundamentalnie zmieniają właściwości wody – gdyby nie one, wrzałaby w temperaturze około -80°C, a lód byłby cięższy od płynnej wody i opadając na dno, zabijałby rośliny i zwierzęta wodne.

Ale miało być o śniegu. Każdy wie, że wzór wody to H2O, jednak niewiele mówi on o faktycznej strukturze cząsteczki wody. Dwa atomy wodoru dzielą elektrony z atomem tlenu, tworząc typowe wiązania kowalencyjne. Tlenowi pozostają jeszcze cztery niesparowane elektrony, a do tego podział ładunku miedzy tlenem a wodorem nie jest sprawiedliwy – tlen jest zachłanny i przeciąga elektrony nieco na swoją stronę.

Całe to atomowe zamieszanie sprawia, że atomy wodoru nie podczepiają się symetrycznie po obu stronach tlenu, tylko zbierają się po jednej stronie, tworząc kąt 104,5 stopnia. Zachłanność tlenu powoduje, że po przeciwnej stronie cząsteczki wody powstają miejsca, do których mogą się podłączać – w słabszy sposób – kolejne cząsteczki.

Cząsteczkowa struktura kryształu lodu. Niebieskie kule to tlen, białe – wodór. Linie przerywane to wiązania wodorowe. Widać sześciokątną symetrię kryształu wody. Rys. Solid State

Cząsteczkowa struktura kryształu lodu. Fioletowe kule to tlen, białe – wodór. Linie przerywane to wiązania wodorowe. Widać sześciokątną symetrię kryształu wody. Rys. Solid State

To połączenie to właśnie wiązania wodorowe. Nabierają znaczenia, gdy temperatura spada i zbliża się do momentu, gdy woda zamarza. Wtedy każda cząsteczka wody łączy się z czterema innymi cząsteczkami, tworząc skomplikowaną strukturę przestrzenną, w której powstają sześciokątne powierzchnie. To one ustalają kształt kryształu wody – wokół dobudowują się kolejne warstwy sześciokątów, kolejne miliardy atomów łączą się w coraz większe struktury, aż powstaje coś, co możemy dostrzec gołym okiem – kryształ lodu zwany płatkiem śniegu.

Dlaczego jednak śnieg nie jest po prostu lodowym słupkiem o przekroju sześciokąta? Cóż – czasem jest. Wszystko zależy od temperatury. W bardzo niskich temperaturach, poniżej -20°C, śnieg jest właśnie takimi słupkami lub sześciokątnymi płytkami. Najpiękniejsze, klasyczne płatki powstają w okolicach -15°C. Wtedy para wodna resublimuje, czyli przechodzi ze stanu gazowego od razu do stałego, przyłączając się do istniejących już kryształów.

Kryształy wody. Fot. Crazy Nauka

Kryształy wody. Fot. Crazy Nauka

To właśnie moment, w którym powstają te piękne, rozgałęzione płatki śniegu. Swoją strukturę zawdzięczają temu, że cząsteczkom łatwiej się przyłączać na krawędziach kryształów, niż na płaskich powierzchniach. Dzięki temu to narożniki sześciokąta szybciej rozbudowują się o kolejne warstwy lodu, który, rosnąc, tworzy niepowtarzalne kryształy. Niepowtarzalne, bo każdy rośnie w nieco innych warunkach, innej wilgotności, temperaturze, inaczej jest obracany przez wiatr.

Kiedy spojrzysz na płatek śniegu, pomyśl, że właśnie widzisz niesamowite powiększenie delikatnej struktury, jaką tworzą pojedyncze cząsteczki wody.

Przeczytajcie też przepis na bałwana idealnego!

Dlaczego płatki śniegu mają sześciokątny kształt?
4.5 (90%) 18 głosów

Czego u nas szukaliście?

1
Dodaj komentarz

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

  Subscribe  
najnowszy najstarszy oceniany
Powiadom o
Michał Wójciak
Gość
Michał Wójciak

Super:) Płatki Bentleya… Człowiek praktycznie stworzył makrofotografię. AVE!

Nie ma więcej wpisów