Ursprunglig fråga:
Hej! Hur kommer det sig att det kan bli skitsnygga stora kristaller på t.ex. ett biltak eller en fönsterruta? Dom är ju jätte konstiga och ligger i en slags ordning, som en bild?
/Oskar E, knnaspsskola, falköping

Svar:
Oskar! Detta är ett mycket komplicerat ämne och det är mycket vi inte förstår. Jag är definitivt ingen expert på ämnet. Låt oss börja med vad en kristall är: Nationalencyklopedin (NE) säger: kristall är fast fas som byggs upp genom periodisk upprepning i tre dimensioner av ett arrangemang eller motiv av atomer. NE skriver emellertid inte mycket om iskristaller. Iskristaller är ofta fraktaler, fraktal är en starkt sönderbruten bild eller mängd vars beståndsdelar ofta är likformiga med helheten.

Fundamentalt är en iskristall en fast sammansättning av vattenmolekyler (H₂O). Kristallen hålls ihop av s.k. vätebryggor som är två syreatomer som binds med en mellanliggande väteatom: O-H-O, se figuren i fråga 17391 . Jag misstänker att en anledning till de många olika formerna av iskristaller är den udda vinkeln 104.45^o mellan H-O-H i den fria vattenmolekylen.

Water Structure and Science innehåller det mesta man behöver veta om vattenmolekylen och lite till. Bland annat finns det beskrivning på flera olika varianter av is.

Man kan tycka att eftersom vattenmolekyler bildar hexagonala (sexkantiga) kristaller så borde alla snöflingor bestå av en hexagonal kristall. Det fungerar emellertid inte så. En snöflinga är flera millimeter stor, dvs mycket stor i förhållande till vattenmolekylernas storlek. Flingan bildas genom att fria vattenmolekyler (vattenånga) fastnar på ett litet kristallämne eller någon annan liten partikel (aerosol). Denna process är slumpmässig, och vad som bildas är inte en stor kristall utan många små kristaller som slumpmässigt växer i olika riktningar. I själva verket är de flesta snöflingor ganska oregelbundna. De vackra symmetriska är rätt sällsynta men det är oftast dessa man väljer ut för illustrationer. Alla symmetriska flingor uppvisar emellertid på mågot sätt den hexagonala grundsymmetrin.

Vad gäller iskristaller har jag hittat en mycket bra och innehållsrik sajt: SnowCrystals.com, your online guide to snowflakes, snow crystals, and other ice phenomena . Läs först Snowflake Physics, A Snowflake Primer och Snowflake Physics, Snowflake Branching. Se även länk 1.

Bilderna nedan på iskristaller är från Wilson Bentley, The Snowflake Man (bilderna i public domain).

Nyckelord: iskristaller [5]; vatten/is [34];

1 http://www.thenakedscientists.com/HTML/articles/article/science-of-snowflakes/