Miriam Rossi, professore di chimica al Vassar College, offre la seguente risposta:
I fiocchi di neve sono simmetrici perché riflettono l’ordine interno delle molecole d’acqua mentre si dispongono nello stato solido (il processo di cristallizzazione)., Molecole d’acqua inlo stato solido, come nel ghiaccio e nella neve, forma legami deboli(chiamati legami idrogeno) l’uno con l’altro. Questi ordinedarrangements provocano la forma simmetrica ed esagonale di base di thesnowflake. In realtà, ci sono molti tipi diversi di fiocchi di neve (come nel cliché “non ci sono due fiocchi di neve simili”); questa differenziazione si verifica perché ogni fiocco di neve è un cristallo separato che è soggetto alle condizioni atmosferiche specifiche, in particolare la temperatura e l’umidità, sotto le quali è formato.
La seconda domanda riguarda il modo in cui si formano i fiocchi di neve., La crescita di fiocchi di neve (o di qualsiasi sostanzacambiando da un liquido a uno stato solido) è nota comecristallizzazione. Durante questo processo, le molecole (in questo caso, molecole d’acqua) si allineano per massimizzare le forze attrattive e minimizzare quelle repulsive. Di conseguenza, le filigrane si dispongono in spazi predeterminati e in una disposizione specifica. Questo processo è molto simile alla piastrellatura di un pavimento secondo un modello specifico: una volta che il modello è stato scelto e le prime piastrelle sono state posizionate, tutte le altre piastrelle devono andare in spazi predeterminati per mantenere il modello di simmetria., Le molecole d’acqua si organizzano semplicemente per adattaregli spazi e mantengono la simmetria; in questo modo si formano le diverse braccia del fiocco di neve.
Howard T. Evans, Jr., un cristallografo a raggi X che è orascienziato emerito presso l’US Geological Survey, aggiunge alcuni dettagli:
I fiocchi di neve sono cose misteriose. La loro forma fondamentalederiva dalla disposizione delle molecole d’acqua nel ghiaccio. Quando un liquido si congela, le molecole tendono a depositarsi nello stato di energia più bassa, e ciò comporta quasi sempre una qualche forma di simmetria. Maggiore è la simmetria, più stabile è il cristallo.,
Le molecole d’acqua che galleggiano liberamente in un vapore iniziano a sistemarsi in un solido cristallino quando la temperatura scende sotto lo zero. I due atomi di idrogeno delle molecole tendono ad attrarre molecole d’acqua vicine. Quando la temperatura (moto termico) è abbastanza bassa, le molecole si collegano insieme per formare una struttura solida e aperta che ha una simmetria esagonale rigorosa.
Ma perché le forme del fiocco di neve sono così elaborate? Nessuno ha una buona risposta per questo. La spiegazione generale è che si formano i fiocchi di nevenell’atmosfera dove le condizioni sono molto complesse evariabili., Un cristallo potrebbe cominciare a crescere in un modo e poi minuti o anche secondi dopo qualcosa cambia (temperatura o umidità), quindi inizia a crescere in un altro modo. L’hexagonalsymmetry è mantenuto, ma il cristallo di ghiaccio può diramarsi innew direzioni. I cambiamenti nelle condizioni ambientali occupano un’ampia area rispetto alle dimensioni di un singolo fiocco di neve, quindi tutte le regioni del fiocco sono simili affected.In alla fine, ci sono tutti i tipi di forme che possono sorgere:tutto da prismi e aghi ai lacysnowflakes familiari. L’acqua è una sostanza incredibile!,
Risposta originariamente inviato il 21 ottobre 1999.