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第138回『六角形の神秘』
 いよいよ1月も終盤を迎え、冬本番と感じられる日が続きますね。特に北国・日本海側では例年通り白い季節となっているようです。今年は2月7日からロシアのソチで冬季オリンピックも開催されますから気温的には寒くても、心は熱い冬になりそうです(*^^*)白い季節と言いましたが、この「白」とは…そう、雪ですね。今日のスタブロは雪について調べたいと思います!

 みなさんは雪の結晶をじっくりと観察したことがあるでしょうか。降り積もったところを見たことはあるけど…という人は意外と多いと思います。それでもほとんどのみなさんが「雪の結晶は六角形」ということはご存知ですね(なんとなく「*:アスタリスク」をみると雪を連想するのは…私だけではないはず!)。では「なぜ六角形なのか」、その理由は知っていますか?

 その理由は雪の正体である「水」にあります。雪は上空で冷やされた水蒸気を含む空気が、塵などを核として凍ったものです。上空で過飽和(水が空気中に溶ける濃度を超えた状態のこと、温度低下によりおこります)になると、水分子(H2O、1個の酸素原子Oに2個の水素原子Hが共有結合してできる)は気体から凝結しだして固化します。水分子が凝縮していくときには水素結合が行われます。これは水分子のHがプラス、Oがマイナスの電気を帯びているので(極性と言います)、引力によって結合するからなんですね。H2Oはこのような形(図1)を取っていますが、これが複数個あると、HとOが水素結合していきます(図2)
 図2のように平面的に成長するなら、Oの周りの3個のHはそれぞれ等価となり、結合の角度が約120度となります。これを繋げていけば…そう、六角形になるのです。ただ、若干中に軋んだ状態が、最も安定する状態のようですので、正六角形ではないと思います。

 水分子同士の水素結合は縦方向、横方向どちらにも成長していく可能性があります。縦に成長すれば六角柱のような形に、平面的に成長すれば私たちの良く知る雪の結晶の形へとなっていくのです。

 縦方向に育った雪の結晶ってなに?結晶に種類なんてあるの?と、お思いの方も居られると思います。次回は雪の結晶の種類について紹介します(≧▽≦)/*。

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