Miriam Rossi, Professorin für Chemie am Vassar College, gibt folgende Antwort:
Schneeflocken sind symmetrisch, weil sie die innere Ordnung der Wassermoleküle widerspiegeln, wenn sie sich in thesolid Zustand (der Prozess der Kristallisation)., Wassermoleküle inder feste Zustand, wie in Eis und Schnee, bilden schwache Bindungen (Wasserstoffbrücken genannt) zueinander. Diese orderedarrangements ergeben die symmetrische, sechseckige Grundform der Schneeflocke. In Wirklichkeit gibt es viele verschiedene Arten von Schneeflocken (wie im Klischee, dass „keine zwei Schneeflocken gleich sind“); Diese Unterscheidung tritt auf, weil jede Schneeflocke aseparate Kristall ist, der den spezifischen atmosphärischen Bedingungen unterliegt, insbesondere Temperatur und Feuchtigkeit, unter denen es gebildet wird.
Die zweite Frage hat damit zu tun, wie Schneeflocken entstehen., Das Wachstum von Schneeflocken (oder von irgendeiner Substanzabhängig von einer Flüssigkeit in einen festen Zustand) ist bekannt Alskristallisation. Während dieses Prozesses richten sich die Moleküle (in diesem Fall Wassermoleküle) aus, um attraktive Kräfte zu maximieren und abstoßende zu minimieren. Infolgedessen ordnen sich die Wassermoleküle in vorbestimmten Räumen und in einer spezifischen Anordnung an. Dieser Vorgang ähnelt dem Fliesen eines Bodensin Übereinstimmung mit einem bestimmten Muster: Sobald sich das Muster gelöst und die ersten Fliesen platziert sind, müssen alle anderen Fliesen in vorbestimmte Räume gehen, um das Symmetriemuster aufrechtzuerhalten., Wassermoleküle ordnen sich einfach passend andie Räume und behalten Symmetrie bei; Auf diese Weise werden die verschiedenen Arme der Schneeflocke gebildet.
Howard T. Evans, Jr., ein Röntgenkristallograph, der jetzt emeritierter Wissenschaftler am U. S. Geological Survey ist, fügt einige hinzudetails:
Schneeflocken sind mysteriöse Dinge. Ihre fundamentale Form leitet sich aus der Anordnung der Wassermoleküle im Eiskristall ab. Wenn eine Flüssigkeit gefriert, neigen die Moleküle dazu, sich niederzusetzender Zustand mit der niedrigsten Energie, und das beinhaltet fast immer eine Symmetrieform. Je höher die Symmetrie, desto stabiler diekristall ist.,
Wassermoleküle, die frei in einem Dampf schweben, beginnen sich zu einem kristallinen Feststoff anzuordnen, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt. Die beiden Wasserstoffatome der Moleküle neigen dazu, benachbarte Wassermoleküle anzulocken. Wenn die Temperatur (thermische Bewegung) niedrig genug ist, verbinden sich die Moleküle zu einem festen, offenen Rahmen, der eine strenge hexagonale Symmetrie aufweist.
Aber warum sind Schneeflockenformen so aufwendig? Dafür hat niemand einen guten Grund. Die allgemeine Erklärung ist, dass Schneeflocken sich bildenin der Atmosphäre, wo die Bedingungen sehr komplex undvariabel sind., Ein Kristall könnte beginnen, auf eine Weise zu wachsen und dannminuten oder sogar Sekunden später ändert sich etwas (Temperatur Oderfeuchtigkeit), so beginnt es auf andere Weise zu wachsen. Die Hexagonalsymmetrie bleibt erhalten, aber der Eiskristall kann sich in neue Richtungen verzweigen. Die Veränderungen der Umweltbedingungen finden auf einer großen Fläche statt, verglichen mit der Größe einer Singlesnowflake, so dass alle Regionen der Flocke ähnlich sind affected.In am Ende gibt es alle Arten von Formen, die entstehen können:alles von Prismen und Nadeln bis zu den bekannten Lacysnowflakes. Wasser ist eine erstaunliche Substanz!,
Antwort ursprünglich veröffentlicht Oktober 21, 1999.