Is er den faste formen som flytende vann tar når det avkjøles under 0 grader Celsius (32 grader Fahrenheit). Is smelter på grunn av de kjemiske egenskapene til vann. Det er flere hydrogenbindinger mellom ismolekylene enn i vann. Is begynner å smelte når temperaturen overstiger 0 grader Celsius og hydrogenbindinger mellom vannmolekyler går i stykker.
Kjemisk struktur av is
Et is- eller vannmolekyl består av to hydrogenatomer bundet kovalent til ett oksygenatom. Atomer deler elektroner, noe som får oksygenatomet til å bære en litt negativ elektrisk ladning, mens hydrogenatomene er litt positive, noe som resulterer i et polært molekyl. På grunn av denne polariteten tiltrekkes vannmolekyler av hverandre og danner hydrogenbindinger mellom molekylene.
Forskjellen mellom vann og is
Hydrogenbindinger mellom hydrogen og oksygenatomer er svakere enn kovalente bindinger, og de styrer de fysiske egenskapene til vann og is. Vannmolekyler er hydrogenbundet sterkere til hverandre i is enn i flytende vann, men i is er molekylene mer adskilt, noe som fører til at isen blir mindre tett enn vann.
Smelting
Is smelter når varmeenergi får molekylene til å bevege seg raskere, og bryter hydrogenbindingen mellom molekylene for å danne flytende vann. I smelteprosessen absorberer vannmolekylene faktisk energi. Dette er grunnen til at en isbit smelter raskere på utsiden og beholder sin kulde og soliditet lenger i sentrum: smelting er en avkjølingsprosess. Når mer varme blir introdusert, vil isen fortsette å smelte, og hvis temperaturen overstiger kokepunktet, ca 100 grader Celsius (212 grader Fahrenheit), vil flere hydrogenbindinger mellom vannmolekyler bryte fullstendig og skape vann damp.
Andre faktorer
Tilsetningen av fremmede stoffer, som salt eller kjemiske partikler, smelter is raskere fordi de forstyrrer likevekten i smelte- og fryseprosessene. Jo flere fremmede partikler på overflaten, desto færre vannmolekyler kan isen fange, noe som reduserer fryseprosessen. Salt brukes til å smelte is på fortau og veier fordi det er billig og tilgjengelig, ikke fordi det er mer effektivt enn andre stoffer.