A molécula de água possui uma natureza polar, onde o lado (+) positivo (H) atrai das outras moléculas o lado (-) negativo (O), formando as “pontes de hidrogênio”, que são fracas, portanto, facilmente quebradas e remodeladas.
Para se quebrar as pontes de hidrogênio são necessários 7 kcal para 1 mol de água no estado líquido e nessa quantidade para se quebrar as ligações covalentes da molécula são necessários 110 kcal.
A diminuição da temperatura diminui a agitação das moléculas, aumentando as pontes de hidrogênio. A redução da distância média entre as moléculas com um conseqüente aumento na densidade (que é a relação entre massa e volume que ela ocupa) até aproximadamente 4ºC.
Em temperaturas abaixo de 4ºC, agregados de moléculas adquirem uma estrutura mais fixa e simétrica (1 átomo de oxigênio ligado a 4 de hidrogênio, e cada hidrogênio a 2 de oxigênio). Em temperaturas mais baixas, arranjo menos denso, com largos espaços separando-as.
A água no estado sólido apresenta menor densidade.
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