雪花为什么是固定形状

当水分子自我排列成固态的雪或冰时，雪花即反映了水分子的内在秩序。当水分子开始凝结时，彼此间形成微弱的氢键。雪花的形成（及所有物质由液态转变成固态的过程）叫做结晶作用。分子们彼此依最低能量状态排列，这使得它们之间的吸引力最大而斥力最小。地球上的水冰中，每个分子都以氢键与另外四个分子相连，形成晶格结构。

於是，水分子会移动到已被指定好的空间。最基本的形状是六方柱，顶端与底端都是六角形，六个侧边则是三角形。这个排列过程很像贴地砖：一旦样式选定、并放好了第一片地砖，其他所有的地砖都一定得放到已被决定的位置，才能维持样式。水分子依照低能量的位置自我安顿，便会填入空位并维持对衬；雪花的「手臂」就是以这种方式形成的。

雪花有很多种样子。这些差异产生的原因在於雪花在大气中生成，而大气状况复杂多变。一片雪花结晶可能以某种方式生成，然后因应温度与湿度的改变而有相对的变化。基本的六角形对称仍旧保留，不过冰晶会往新的方向分枝。
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