Varför är rock tätare än vatten?

Kort svar:
Det är lätt att säga att stenar eller järn eller metaller eller glas eller diamanter är tätare än vatten, men det är mindre lätt att säga varför.

Densitet är massa per volymenhet och massan bestäms av vilken typ av partikel och volym bestäms av hur mycket utrymme den tar upp.

En enda molekyl av vatten (H2O) har en massa på 18 atomic mass enheter.
Som en typisk rock har kvarts (SiO2) en massa på 60 atomic mass enheter, eller mer än tre gånger större.

Molekylerna är inte så annorlunda i storlek.
Volymen av en vattenmolekyl är ca 30 cubic nanometer.
Upptas av en kvarts molekyl är ca 37 cubic nanometer.

Densiteten hos vatten är 1.0 gram per kubikcentimeter.
Tätheten av kvarts är 2,7 gram per kubikcentimeter.

Det är inte oväntat att mer massiv atomer och molekyler har större densitet fasta ämnen eller vätskor. Massa är inte alltid den enda faktorn, men en viktig.
Mer i detalj:
Tätheten av ett material kan reduceras till ett uttalande om de enskilda partiklarna (atomer eller molekyler) som utgör materialet. Massan av materialet är lika med massan av en enda konstituerande partikel delat med volymen av partikeln inom strukturen för alla andra partiklar.

För ett material som vatten och H2O har molekylen 2 väteatomer av 1 amu och 1 syreatom av 16 amu, så 18 amu per molekyl. Volymen av en molekyl i vatten är ca 30 cubic nanometer. kvarts har 1 molekyl per 37 cubic nanometer. Så är massan av de enskilda molekylerna den överväldigande effekt som gör kvarts 2,7 gram per kubikcm och vatten 1 gram per kubikcentimeter.

De flesta stenar och glasögon och mineraler har likaså massiva atomer. Fältspat, att göra upp det mesta av jordskorpan fungerar till 2,56 gram per kubikcentimeter. Metaller är ännu tätare. Järnatomer (56 amu) är större och massivare med täthet av 7.87 gram per kubikcentimeter.

Vatten beräkning:

H2O molekylen har 2 väteatomer av 1 amu (Atomic mass unit) varje och 1 syreatom av 16 amu, så 18 amu per vattenmolekyl.

Beräkna antalet vattenmolekyler i en volym av utrymme.

(1 mol/18 g) *(1000g/kg) * (6.023 x10 ^ 23 molekyler/mullvad) *(1,000kg/m^3) * (1 m/10 ^ 9 nm) ^ 3 = 33,5 molekyler/cubic nanometer

Det utrymme som upptas av en molekyl är
1, 000A ^ 3/33,5 molekyler = 30 cubic nanometer per molekyl.

En vattenmolekyl är i en volym som motsvarar det av en låda som är 3.1 Ångström på en sida.

Quartz beräkning:

SiO2 har silicon, 28 amu och 2 syreatomerna, 16 amu varje, så SiO2 = 60 amu.

Molekyler per volymenhet med 2,7 gram per kubikcm:

(2,7 g/cm ^ 3) * (1 000 000 cm ^ 3 / m ^ 3) * (6 * 10 ^ 23 molekyler /mole) * (1 mol/60 g) * (1 m ^ 3 / 10 ^ 30 A ^ 3) = 0.027 molekyler / A ^ 3 = 27 molekyler per cubic nanometer.

Volym per kvarts molekyl är 1 molekyl per 37 cubic nanometer.

Slutet Obs:

Tätheten av ett material är otroligt svårt att förutsäga baserat på bara veta atomer eller molekyler som det görs. Detta beror på behov att veta elektronisk struktur och limning inblandade. Vidare, i fast form kräver förutsägelse av en kristallstruktur och de flytande formerna kräver de genomsnittliga avstånd mellan molekyler som är ganska röriga om. Kvantmekanik är den grundläggande teorin att förutsäga elektronstruktur, limning och molekylära styrkor. Statistisk mekanik för att förutsäga bulk egenskaperna för en massa många molekyler.

• Relaterade Frågor

• Varför är majssirap tätare då vatten?

  Eftersom vatten kan lösa upp socker utan volym ökar. Så om du har en kopp vatten, kan du lägga till socker, salt eller majssirap fasta ämnen in i den och de kommer att upplösas; men det blir ändå bara en kopp, såvida du inte lägger till en hel del. A

• Varför är olja tätare än vatten?

  Eftersom dess partiklar inte är lika tätt tillsammans väger det. Vatten partiklar (H2O) är närmare tillsammans (att göra ämnet mer tät) eftersom de "vill" Väteförbindelse med varandra, vilket är energetically gynnsamma. Olja (eller alla kolväten

• Varför är kvicksilver tätare än vatten?

  även om kvicksilver är flytande vid rumstemperatur är det en metall så på grund av dess metallisk bindning dess struktur är mer kompakt än vatten. Vatten är en enkel molekylär sammansättning och dess partiklar är inte så kompakt som kvicksilver.

• Varför kvinnor flyter lättare i vatten än män?

  Bärighet i vatten kan bero på flera faktorer. Biggst en är skillnaden i fysiska makeup mellan män och kvinnor. När du simmar den tyngsta delen av vår kropp är våra bäckenet varför vi generellt mer benägna att vara i en övre högra läget i vatten. (All

• Är isen tätare än vatten?

  När du lägger en isbit i vatten, kan du se att det flyter överst. för att ett objekt ska flyta i vattnet, kan inte det ha en större densitet än vattnet själv. så isen är inte tätare än vatten. men vatten är tätare än is. en annan intressant fråga...

• Varför ett träd flyter i vatten?

  Ett träd är tätare än vatten, så även om ett träd som väger mer än en sten placeras i vatten, rock kommer att sjunka och trädet kommer att flyta. Några sorter av trä som träd producerar är mycket ljus, som balsa, men vissa typer av trä är tätare än v

• Varför är inte min kanin dricka vatten men han äter?

  Första svaret: ge din kanin färskt vatten, det kan vara inaktuella. Det kan ha en konstig smak din kanin inte gillar, prova att lägga en liten mängd jordgubbe jello att ge det en söt smak och en intressant lukt att uppmuntra intag.Oenighet om jello:

• Varför är ättika tätare än olja?

  Ja, olivolja flyter på vinäger. Check den ute själv--få en flaska fransk dressing ur kylskåpet.Denna fråga ändrades senare,Vinäger (ca 97% vatten) är tätare än vissa oljor eftersom molekylerna packa stramare tillsammans. Oljor som är tätare än vatten

• Är milkshake tätare än vatten?

  Ja eftersom det har mjölk, socker och andra ingredienser som alla är tätare än vatten.

• Varför döda kroppar flyter på vatten?

  Döda kroppar flyter på vatten mycket på samma sätt levande organ gör. Och ja, levande organ flyta på vatten. Men om du panik och andas ut, du kommer att sjunka. Om du bo lugnt och hålla dina lungor uppblåsta kommer att du sväva. Detta beror på densit

• Är olivolja tätare än vatten?

  Olivolja är inte tätare än vatten. Du kan kontrollera detta genom att placera olivolja och vatten tillsammans och observera hur olivolja kvar ovanpå vattnet, visat sig vara mindre tät.

• Är ett mynt tätare än vatten?

  Att avgöra om något är tätare än vatten:Om det flyter är det lika tät eller mindre tät än vatten.Om det sjunker är det tätare än vatten.

• Är ägg tätare än vatten?

  När det finns inget salt i vatten, då är ägget tätare än vatten och det sjunker. Att lägga salt i vatten gör den vatten tätare än ägg .isvar av Jonas

• Vad är tätare än vatten?

  En massa saker är tätare än vatten. Densitet är massa dividerad med volym. Vattnets densitet är 1.0. Jag tror att guld är runt 9.

• Varför är groddjur är beroende av vatten.?

  Tekniskt sett är varje organismen på jorden beroende av vatten. För något att leva, behöver de vatten eftersom det är en huvudkomponent av alla levande ting. Amfibier är särskilt beroende av vatten eftersom de flesta har hud som tar in vatten från de

• Varför pop rocks fizz i vatten?

  Ja eftersom det exploderar i din moth och munnen har vatten i den

• Varför inte var ubåtar används i stor utsträckning före världskriget 1?

  Fram till slutet av 1890-talet, hade tekniken ännu inte utvecklad som gjorde dem kan säkert dränka, bo under vatten, och attackera andra fartyg effektivt.Tills John Phillip Holland utformad och patenterat modern ubåt teknik (t.ex. diesel-elektriska d

• Varför kvinnor sponsor ubåtar?

  Det är inte bara ubåtar - kvinnor sponsra alla US Navy fartyg och ubåtar, och de flesta andra länder göra också. Det har inte alltid varit så och dop traditionen kom till USA från Europa.Den amerikanska flottan hade ursprungligen deras dop utförs av

• Varför löser inte krita i vatten?

  Krita är gjord av kalciumkarbonat som är olösligt i vatten. De kemiska bindningarna är till starka. Det löser sig i syror.Många mineraler löser sig inte i vatten.(Det skulle vara bättre att säga att många löser sig inte lätt, men vi diskuterar inte v