雪の結晶
基礎工学部 化学応用科学科  合成化学コース 2回生 
山家裕之
森嶋里恵


雪とは、空気中の水蒸気が直接相転移したもの

氷や雪が六方結晶になるのは、水分子が六方に並んでいるためである。

「雪は天からの手紙」

普通の氷:Ih
自由な水分子のH-O-Hの角度は104.52°

普通の氷Ih中では1つの酸素原子の周りに、4つの酸素分子が最近接しており、4面体構造(テトラへドロン)をとっている。
この時のO-O-Oの角度は109.47°であり、水分子のH-O-Hの角度104.52°と一致しない。

室温でできる氷:ice 6 と ice 7
 
写真はice 6です。室温で1ギガパスカル以上の圧力をかけるとできます。
(極限量子科学研究センター加賀山先生にご協力いただきました。)

平松式ペットボトル人工雪発生装置

平松式ペットボトル人工雪発生装置とは?

装置の原理
雪の成長に必要なもの 
1.氷点下の低温   ドライアイス
2.凝結核       細い釣り糸等
3.過飽和の水蒸気 息

装置の特徴
1.水蒸気を息ですませる点
2.観察しやすい点
3.簡単に作れる点

テグス

2号(250μm) 0.8号(148μm) 0.2号(74μm)

山羊毛

ヨウ化銀なし ヨウ化銀あり
一部にシダ状結晶 シダ状結晶が大きく成長

ガラス管

ヨウ化銀なし ヨウ化銀あり
結晶ができなかった 結晶ができなかった

結果(まとめ)

テグスの太さ 250 μm 148 μm 74 μm
結晶 大きなシダ状結晶 霜が付いた 小さいシダ状結晶

ヨウ化銀あり ヨウ化銀なし
山羊毛 大きなシダ状結晶 一部にシダ状結晶
ガラス管 結晶ができなかった 結晶ができなかった

総括

その他

リボンをほぐして取り出した糸で作った人工雪。
これが一番きれいだったかも…

CaltechのK. G. Libbrecht先生の人工雪のようにきれいにはなかなかできないようです。


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