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冰是由水分子有序排列形成的結(jié)晶，水分子間靠氫鍵連接在一起形成非?！笆杷伞?低密度)的剛性結(jié)構(gòu)。冰是無(wú)色透明的固體，分子之間主要靠氫鍵作用，晶格結(jié)構(gòu)一般為六方體，但因應(yīng)不同壓力可以有其他晶格結(jié)構(gòu)。

冰密度比水小。在常壓環(huán)境下，冰的熔點(diǎn)為0℃。0℃水凍結(jié)成冰時(shí)，體積會(huì)增大約1/9（水體積最小時(shí)為4℃）。據(jù)觀測(cè)，封閉條件下水凍結(jié)時(shí)，體積增加所產(chǎn)生的壓強(qiáng)可達(dá)2500大氣壓。

冰是水在自然界中的固體形態(tài)，在常壓環(huán)境下，溫度高于零攝氏度時(shí)，冰就會(huì)開始融化，變?yōu)橐簯B(tài)水。日本一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，冰開始融化的時(shí)候，是以結(jié)晶內(nèi)的一個(gè)水分子開始脫離結(jié)晶為契機(jī)，相關(guān)機(jī)制有助于弄清含水的蛋白質(zhì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化的機(jī)制。

如果用電燈等的強(qiáng)光照射，冰的內(nèi)部就會(huì)融化，浮現(xiàn)出稱為“冰花”的類似雪結(jié)晶的形狀。來自日本分子科學(xué)研究所和岡山大學(xué)的研究人員為了調(diào)查冰從內(nèi)部開始融化的現(xiàn)象，利用計(jì)算機(jī)演算了由約1000個(gè)水分子形成的冰被加熱時(shí)將發(fā)生什么變化。

冰的結(jié)晶是水分子呈六角形規(guī)則排列的結(jié)構(gòu)。加熱之后，首先是一個(gè)水分子從結(jié)晶脫離，開始自由運(yùn)動(dòng)，而這個(gè)水分子并不會(huì)回到原來的位置，從而導(dǎo)致結(jié)晶出現(xiàn)歪曲。而結(jié)晶一旦出現(xiàn)歪曲，就會(huì)逐漸擴(kuò)大，最終整個(gè)結(jié)晶分崩離析，變?yōu)橐后w形態(tài)。