الأحد، 19 مايو 2019

الكيمياء وراء رقاقات الثلج


كيف يتشكل هذا الثلج ، وهل هي فريدة حقًا؟

تتشكل رقاقات الثلج حول جزيئات صغيرة من الغبار أو حبوب اللقاح التي تطفو في الجو. عندما يمر جسيم عبر غيوم من جزيئات الماء ، فإنها تلتصق بسطحه لتكوين قطرة.عند درجة حرارة التجمد العالية في الجو ، تبدأ هذه القطرة في التجمد وتشكيل وجوه بلورية.

تشكل الكريستال

تبدأ هذه البلورات في تشكيل شكل رقاقات الثلج. سبب شكلها المتماثل يرجع إلى بنية جزيئات الماء. ترتبط ذرات الهيدروجين والأكسجين معًا بزاوية تبلغ 104.5 درجة. هذا يخلق بنية على شكل V مع ذرتين من الهيدروجين مرتبطة بذرة أكسجين واحدة في المنتصف. بما أن جزيئات الماء ترتبط ببعضها البعض ، فإن ستة من هذه الهياكل "V" تشكل شكل سداسي. تستمر هذه العملية وتبدأ البلورات في الانخفاض مع انضمام المزيد من جزيئات الماء إلى طرف الجسيمات المجمدة. ما يصل إلى 1 مليار مليار جزيء ماء يمكن أن تكون موجودة في متوسط ​​ندفة الثلج!



تأثير درجة الحرارة

ستزداد درجة الحرارة المحيطة لسقوط الثلج أثناء اقترابه من الأرض. هذا يحد من كمية التجميد وعدد جزيئات الماء التي يمكن أن تنضم إليها. هذا يخلق هياكل متناظرة متصاعدة ، على الرغم من وجود العديد من الاختلافات. كما يقول المثل القديم ، ( مثل رقائق الثلج لا تتشابه منها اثنان ). خلال نزولها ، تؤثر العديد من العوامل على الشكل النهائي لحجم ندفة الثلج وحجمها.

ذرات الهيدروجين

الرطوبة والرياح ودرجة الحرارة وحتى عدد ذرات الهيدروجين الموجودة لها تأثير على تشكيل الثلج. ما لم يتعرض كل جزيء ماء بلوري لتشكيل تحت نفس الظروف الدقيقة ، فلن يتشكل بالطريقة نفسها بالضبط ، مما يفسر أنواعًا لا حصر لها من رقاقات الثلج.