IJs

Dit artikel gaat over ijs als vaste vorm van water. Voor de andere betekenis, zie consumptie-ijs.

Sneeuwvlokken

IJs is de vaste vorm van water en kan zeer uiteenlopende vormen aannemen, variërend van een ijsberg, ijspegel, tot hagel of sneeuw.

De meest voorkomende kristalvorm van ijs is hexagonaal met ribben a = 452,12 pm en c = 736,66 pm. De ruimtegroep is P6₃/mmc. Er bestaan echter tenminste zeven verschillende vaste fasen voor water, die in de wetenschap als ijs-I tot ijs-VII bekend staan. Elk van deze soorten ijs heeft een verschillend gebied van druk en temperatuur waar het stabiel is. De kristalstructuur van de verschillende soorten ijs is niet eenvoudig te bepalen, niet in het minst omdat het erg moeilijk is om een enkel geïsoleerd kristal te analyseren.

Een unieke eigenschap van ijs is dat het bij de smelttemperatuur een ca. 10% lagere dichtheid heeft dan vloeibaar water. Door de beperkingen die de waterstofbruggen aan de watermoleculen opleggen (tetraëdrische omringing van de moleculen) in combinatie met het kristalrooster is het niet mogelijk een dichtere vaste stapeling te verkrijgen. In de thermodynamica heeft de lage dichtheid van ijs tot gevolg dat het onder hogere druk een lagere smelttemperatuur heeft; een vrij unieke eigenschap. Praktisch heeft het als gevolg dat ijs op water blijft drijven, en daardoor een isolerende laag vormt die ondiep water in de winter voor totale bevriezing behoedt. Dit heeft waarschijnlijk een grote rol gespeeld bij het ontstaan van het leven op aarde.

IJs komt in grote hoeveelheden voor op Antarctica en Groenland, vormt vele gletsjers en bedekt vele hoge bergketens. Deze ijslagen worden gevormd door neerslag in vaste vorm, en kunnen over een termijn van honderdduizenden jaren worden opgebouwd; in de klimaatanalyse vormen uitgeboorde cilinders uit deze ijslagen met hun ingesloten luchtbellen de beste historische archieven voor de samenstelling van de lucht over de eeuwen.

Vorming en smelten van de grote ijslagen heeft een grote invloed op het klimaat van onze planeet: