Snöflingakemi - Svar på vanliga frågor

Har du någonsin tittat på en snöflinga och undrat hur den bildades eller varför den ser annorlunda ut än annan snö du kanske har sett? Snöflingor är en speciell form av vattenis. Snöflingor bildas i moln, som består av vattenånga. När temperaturen är 32 ° F (0 ° C) eller kallare förändras vatten från dess flytande form till is. Flera faktorer påverkar snöflingbildningen. Temperatur, luftströmmar och luftfuktighet påverkar form och storlek. Smuts och dammpartiklar kan blandas i vattnet och påverka kristallens vikt och hållbarhet. Smutspartiklarna gör snöflingan tyngre och kan orsaka sprickor och brott i kristallen och göra det lättare att smälta. Snöflingaformation är en dynamisk process. En snöflinga kan stöta på många olika miljöförhållanden, ibland smälta den, ibland orsaka tillväxt, alltid ändra sin struktur.

Key Takeaways: Snowflake Questions

• Snöflingor är vattenkristaller som faller som nederbörd när det är kallt ute. Ibland faller dock snö när det är något över fryspunkten för vatten och andra gånger faller frysregn när temperaturen är under frysen.
• Snöflingor finns i olika former. Formen beror på temperaturen.
• Två snöflingor kan se identiska ut med det blotta ögat, men de kommer att vara olika på molekylnivå.
• Snön ser vit ut eftersom flingorna sprider ljus. I svagt ljus verkar snö blekblått, vilket är färgen på en stor volym vatten.

Vilka är vanliga snöflingaformer?

I allmänhet formas sexsidiga hexagonala kristaller i höga moln; nålar eller platta sexsidiga kristaller formas i moln med medelhöjd, och en mängd sexsidiga former bildas i låga moln. Kallare temperaturer ger snöflingor med skarpare spetsar på kristallens sidor och kan leda till förgrening av snöflingaarmarna (dendriter). Snöflingor som växer under varmare förhållanden växer långsammare, vilket resulterar i jämnare, mindre intrikata former.

• 32-25 ° F - Tunna sexkantiga plattor
• 25-21 ° F - Nålar
• 21-14 ° F - ihåliga kolumner
• 14-10 ° F - Sektorplattor (sexhörningar med indragningar)
• 10-3 ° F - Dendriter (spetsade sexkantiga former)

Formen på en snöflinga beror på temperaturen vid vilken den bildades. 221A / Getty Images

Varför är snöflingor symmetriska (samma på alla sidor)?

Först är inte alla snöflingor lika på alla sidor. Ojämna temperaturer, närvaro av smuts och andra faktorer kan leda till att en snöflinga lopasidigt. Ändå är det sant att många snöflingor är symmetriska och komplicerade. Detta beror på att en snöflingaform reflekterar vattenmolekylernas inre ordning. Vattenmolekyler i fast tillstånd, såsom i is och snö, bildar svaga bindningar (kallad vätebindningar) med varandra. Dessa ordnade arrangemang resulterar i snöflingans symmetriska, sexkantiga form. Under kristallisation anpassas vattenmolekylerna för att maximera attraktiva krafter och minimera avvisande krafter. Följaktligen ordnar vattenmolekyler sig i förutbestämda utrymmen och i ett specifikt arrangemang. Vattenmolekyler ordnar sig helt enkelt så att de passar utrymmen och bibehåller symmetri.

Är det sant att inga två snöflingor är identiska?

Ja och nej. Inga två snöflingor är det exakt identiskt, ner till det exakta antalet vattenmolekyler, elektronspinn, isotopens överflöd av väte och syre, etc. Å andra sidan är det möjligt för två snöflingor att se exakt lika ut och varje given snöflinga har troligen haft en bra match på någon punkt i historien. Eftersom så många faktorer påverkar strukturen på ett snöflinga och eftersom en snöflingans struktur ständigt förändras som svar på miljöförhållandena, är det osannolikt att någon skulle se två identiska snöflingor.

Om vatten och is är klart, varför ser snö vit ut??

Det korta svaret är att snöflingor har så många ljusreflekterande ytor att de sprider ljuset i alla dess färger, så snön verkar vit. Det längre svaret har att göra med hur det mänskliga ögat uppfattar färg. Även om ljuskällan kanske inte är riktigt "vitt" ljus (t.ex. solljus, lysrör och glödlampor har alla en viss färg), kompenserar den mänskliga hjärnan för en ljuskälla. Således, även om solljuset är gult och spritt ljus från snön är gult, ser hjärnan snö som vit eftersom hela bilden som mottas av hjärnan har en gul nyans som automatiskt subtraheras.

källor

Bailey, M.; John Hallett, J. (2004). "Tillväxthastigheter och vanor hos iskristaller mellan −20 och −70C". Journal of the Atmospheric Sciences. 61 (5): 514-544. doi: 10,1175 / 1520-0469 (2004) 0612.0.CO; 2

Klesius, M. (2007). "Mystery of Snowflakes". nationella geografiska. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358

Knight, C.; Knight, N. (1973). "Snökristaller". Scientific American, vol. 228, nr. 1, sid 100-107.

Smalley, I.J. "Symmetri av snökristaller". Nature 198, Springer Nature Publishing AG, 15 juni 1963.