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大气中的水分子在冷却到冰点以下时，就开始凝华，而形成水的晶体，即冰晶。冰晶属六方晶系，而由冰晶结合成的雪花也就呈现出六角形。
人们很早就留意雪花的形状。中国西汉时代的韩婴就发现：“凡草木花多五出，雪花独六出。”即雪花是六瓣、六角形的。雪花有多种多样的形态，但每一片雪花都是六角形的，这是大自然呈现给我们的美丽，也是给我们出的一道课题。那么雪花为什么多为六角形呢？
因为雪花的基本组织是冰胚，每一个冰胚是由5个水分子组成。其中4个水分子分别在1个四面体的顶角上，另有1个水分子位于四面体中心。许多冰胚互相连接，就组成了冰晶，许多冰晶结合，就形成了雪花。因此雪花之所以呈六角形，是与一些水分子怎样结合成为冰胚，以及冰胚怎样结合成冰晶等有关。
如果冰胚平排地结合，不单可以使我们看出最初的六边形结晶，而且还可以看出由于水分子一个一个结合上去，新的六边形结晶是怎样从原有六边形雪花中增长起来的。
雪花主要有两种形状，六棱体状和六角形薄片状。六棱体状雪花形状尖细，角形薄片状的雪花则像从铅笔刀上削下的薄片的铅笔屑。如果雪花周围的空气过饱和程度较高，冰晶则会增长很快，体积不断增大时形状也会随之改变。通常六角形薄片状会演变成六角形星状雪花。
当它增大到一定程度由于重力作用而下降时，仍保持原来的形状，成为六棱柱状或六角形薄片状的雪花。如果雪花周围的空气过饱和程度较高，冰晶则会增长很快，体积不断增大时形状也会随之改变。通常六角形薄片状会演变成六角形星状雪花。
根据研究，雪花在空中飘浮时本身还会振动，这种振动，是环绕对称点而进行的。这样，就保证了在增长过程中的雪花，始终保持六边形。至于六边形的千姿百态，则与雪花在空中飘浮时，空中的温度和湿度条件不同有关。有人还专门研究过不同形状的雪花，竟然有6000多种不同的细微形态！
