Bioquímica estructural / propiedades únicas / expansión al congelarse

por debajo de 4°C, los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua se vuelven más fuertes y hacen que la materia se expanda. Debido a que los enlaces entre las moléculas de agua son más fuertes, es menos probable que se rompan y se vuelvan a formar como lo hacen en el estado líquido. Como líquido, las moléculas de agua se mueven constantemente (formando y rompiendo enlaces de hidrógeno), lo que resulta en una menor expansión. Cuando se congelan, las moléculas de agua toman una forma más definida y se organizan en estructuras cristalinas de seis lados., La disposición cristalina es menos densa que la de las moléculas en forma líquida, lo que hace que el hielo sea menos denso que el agua líquida. Cuando el agua se congela, el volumen se expande en aproximadamente un 9%.

File: Wasserstoffbrückenbindungen-Wasser. svg

estructuras sólidas y líquidas del agua

cuando las moléculas de agua están en estado líquido, los enlaces de hidrógeno se forman y reforman continuamente de manera desordenada. La cantidad promedio de enlaces H que tiene una molécula de agua a 25 ° C es de 3.4 enlaces., Durante la congelación, las moléculas de agua pierden energía y no vibran ni se mueven tan vigorosamente. Esto permite que se formen enlaces de hidrógeno más estables entre las moléculas de agua, ya que hay menos energía para romper los enlaces. Debido a la estructura de red cristalina impuesta a las moléculas de agua una vez que se alcanza el punto de congelación, el promedio de enlaces H por molécula de agua está mucho más cerca de su máximo, 4 Enlaces. La forma ordenada y cristalina en la que se forman los enlaces de hidrógeno hace que la densidad disminuya porque cada molécula de agua se mantiene alejada de sus vecinos a una distancia igual a la longitud de los enlaces de hidrógeno., Así el agua se expande a medida que se congela, y el hielo flota sobre el agua. Esta propiedad es crucial para la vida como la conocemos. Las capas de hielo en la superficie del Océano aíslan el agua debajo y permiten que los organismos vivan en las regiones polares del mundo, y también Evitan que los océanos se congelen sólidos.

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