Densitet avser massan per volymenhet. Om dina molekyler är tyngre men tar mer utrymme kan nettoresultatet vara mer eller mindre massa per volymenhet.

När man tittar på ett typiskt kolväte har det mycket kol och väte. Nu atom för atom är syre tyngre än kol (ignorerar isotopmängden, ungefär ett förhållande 16:12). Så om molekylerna annars hade samma form skulle kolväten bli tyngre om vi ersatte kolerna med oxygener (det går naturligtvis inte - kemin är annorlunda).

Men den större och mer komplexa formen på kolväte-molekylerna har en annan effekt. Föreställ dig två hissar. I en hiss klämmer vi in ​​en grupp balettdansare - långa, eleganta och kan packas mycket nära. I den andra hissen finns det ett antal människor som bara shoppade - de bär stora väskor och tar i allmänhet mycket utrymme. Det är mycket möjligt att du kan få 15 balettdansare i den första hissen och bara fem shoppare i den andra. Så även om dansarna kanske väger 100 pund vardera och shopparna 200 pund, blir den första hissbilen tyngre.

Samma analogi kan hjälpa till att förklara varför densiteten hos de flesta material sjunker när temperaturen stiger. Föreställ dig att dansarna hör musik och börjar dansa. Plötsligt kommer 15 av dem inte att passa i den hissen!

Kanske är det därför som hissmusik vanligtvis är så hemskt?

Eftersom vattenmolekyler är små och packar tätt ihop, vilket gör att vattnet har en större densitet än bensin.

En av mina kemilärare hade ett intressant sätt att beskriva denna typ av fenomen.
Eftersom vattenmolekylen är formad som en triangel är det möjligt för vattenmolekylerna att "krama sig" med varandra och packa sig nära varandra.Så här:
>>>>>>>>>
Han hävdade att vattenmolekyler beter sig mer som H (100) O (50) som H (2) O.
Nu är jag säker på att vi kan tänka på ett dussin skäl till varför detta inte är korrekt, men: detta visar en unik egenskap hos vatten.Det är nära relaterat till svaren från @Floris och @G.Smith.

Om vatten verkligen var H (100) O (50), skulle det förklara egenskapen till din ursprungliga fråga?Jag tror att det skulle.
$ 0,02

Ett annat tillvägagångssätt för att svara på detta själv kan vara att springa med idén och titta på molekyler med ännu högre molekylvikt.

Som, varför är inte plast mycket tyngre än bly?Varför är inte DNA?Dessa är verkligen massiva molekyler, men deras densiteter är dock ganska låga (jämförbara med vatten).

Med polymerer bör du ganska snabbt få idén att arrangemanget av atomer spelar roll.Medan molekylerna själva är mycket tunga tar de också mer utrymme och är därför mindre täta.Med bensin är de vanliga molekylerna inte det mycket större än vatten, så arrangemangseffekter är inte så uppenbara.

Dessutom spelar intermolekylär kraft också en roll - här spelar vatten attraktion mot andra vattenmolekyler in.Plast å andra sidan lämnar hål och lockas ofta inte särskilt starkt till varandra, vilket leder till lägre densiteter.

Föreställ dig detta.Du har en korg med skumbollar och en korg med träbollar.Anta att varje korg har samma volym och varje boll samma volym också.Fyll så många skumbollar som möjligt i den första korgen och gör samma sak för den andra korgen men med träbollar.Var och en av skumbollarna väger 10 gram och var och en av träbollarna väger 20 gram.Du upptäcker att du kan stoppa 3 gånger mer skumbollar i korgen än träbollar.Gör matte, du hittar det:

10 gram * 3 gånger fler bollar> 20 gram.

30> 20.

Detta betyder att även om skumkulorna väger mindre än träkulorna, kan de packas ihop tätare, vilket resulterar i en större totalvikt än träkulorna.Hoppas att detta klargjorde någonting!

Vatten är tätare än bensin, så det finns i huvudsak fler molekyler vatten i en given volym. Till exempel i en given volym kan det finnas 15 000 molekyler bensin men 20 000 molekyler vatten.