* Legame idrogeno: Le molecole d'acqua sono polari, il che significa che hanno un'estremità leggermente positiva e un'estremità leggermente negativa. Queste cariche opposte si attirano a vicenda, formando legami idrogeno.
* Struttura cristallina del ghiaccio: Nel ghiaccio, questi legami idrogeno creano una struttura reticolare rigida, aperta ed esagonale. Questa struttura massimizza la distanza tra le molecole d'acqua, creando spazi più grandi all'interno del cristallo di ghiaccio.
* Struttura dell'acqua liquida: In acqua liquida, i legami idrogeno si formano e si rompono costantemente, consentendo alle molecole di imballare più strettamente insieme. Mentre ci sono ancora legami idrogeno, la rottura e la formazione costanti si traducono in una struttura più compatta.
Pertanto:
* La struttura aperta e cristallina del ghiaccio con la sua spaziatura massimizzata tra le molecole lo rende meno denso dell'acqua liquida.
* Ecco perché il ghiaccio galleggia sull'acqua, un fenomeno cruciale per la vita in ambienti acquatici.
Nota importante: Mentre il ghiaccio è meno denso dell'acqua liquida a pressione atmosferica standard, diventa più denso dell'acqua a pressioni molto elevate (oltre 2000 atmosfere). In queste condizioni, la pressione forza le molecole d'acqua più vicine, superando la struttura aperta del ghiaccio.
