天然冰的化学成分

冰是水的固态，所以冰的主要化学成分也就是水的主要化学成分

天然冰

固态水12种结晶形态之一

天然冰，化学式：H2O，是固态水12种结晶形态之最常见的一种，传递冷，温度低。

中文名

天然冰

外文名

ice

俗名

冰

密度

0.917g/cm^3(STP）

化学式

H2O

中文名称 天然冰

英文名称 natural ice

定义 自然冻结的冰。

产生机理

自然界中的水 具有气态、固态和液态三种状态。常温常压的液态的我们称之为水，气态的水叫水蒸气，固态的水称为冰Ⅰ-h（即天然冰）。h代表六角形，标准大气压下，冰的熔点是0℃，其熔化热[1] 是3.35×10^5J/kg。在每平方米146吨的重压下，冰Ⅰ-h转换为冰Ⅱ，3400吨转换为冰Ⅶ，由于压力的原因，温度高达150~200℃，温度达到-165℃时，就形成了冰Ⅺ。不利身体健康，不可过多食用。

由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构所决定的。根据近代X射线的研究，证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的，是一个敞开式的松弛结构，因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占34%、因此冰的密度较小，约为摄氏4度是液态水的9/10。

冰融化时拆散了大量的氢键，使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子)，故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度的无序排列，即水分子间的距离不象冰中那样固定，H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少，密度相对冰就增大了。

温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序排列增多，使密度增大。但同时，分子间的热运动也增加了分子间的距离，使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡，因此，在4℃时水的密度最大。过了4℃后，分子的热运动使分子间的距离增大的因素，就占优势了，水的密度又开始减小。

天然冰的化学成分

天然冰是指由主体分子（水）和客体分子（甲烷、乙烷等烃类气体，及氮气、二氧化碳等非烃类气体分子）在低温（-10℃~+28℃）、高压（1~9MPa）条件下，通过范德华力相互作用，形成的结晶状笼形固体络合物其中水分子借助氢键形成结晶网格，网格中的孔穴内充满轻烃、重烃或非烃分子。

水合物具有极强的储载气体能力，一个单位体积的天然气水合物可储载100~200倍于该体积的气体量。

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