Biochimie structurelle / propriétés uniques / Expansion lors de la congélation

en dessous de 4°C, les liaisons hydrogène entre les molécules d’eau deviennent plus fortes et provoquent l’expansion de la matière. Parce que les liaisons entre les molécules d’eau sont plus fortes, elles sont moins susceptibles de se briser et de se reformer comme elles le font à l’état liquide. En tant que liquide, les molécules d’eau se déplacent constamment (formant et rompant des liaisons hydrogène), ce qui entraîne moins d’expansion. Lorsqu’elles sont congelées, les molécules d’eau prennent une forme plus définie et s’organisent en structures cristallines à six côtés., La disposition cristalline est moins dense que celle des molécules sous forme liquide, ce qui rend la glace moins dense que l’eau liquide. Quand l’eau gèle, le volume augmente d’environ 9%.

Fichier:Wasserstoffbrückenbindungen-Wasser. svg

structures solides et liquides de l’eau

lorsque les molécules d’eau sont à l’état liquide, les liaisons hydrogène sont continuellement formées et reformées de manière désordonnée. La quantité moyenne de liaisons H d’une molécule d’eau à 25°c est de 3,4 liaisons., Pendant la congélation, les molécules d’eau perdent de l’énergie et ne vibrent pas ou ne se déplacent pas aussi vigoureusement. Cela permet à des liaisons hydrogène plus stables de se former entre les molécules d’eau, car il y a moins d’énergie pour briser les liaisons. En raison de la structure en réseau cristallin imposée aux molécules d’eau une fois le point de congélation atteint, la moyenne des liaisons H par molécule d’eau est beaucoup plus proche de son maximum, 4 liaisons. La manière ordonnée et cristalline dans laquelle les liaisons hydrogène se forment fait diminuer la densité parce que chaque molécule d’eau est tenue à l’écart de ses voisins à une distance égale à la longueur des liaisons hydrogène., Ainsi, l’eau se dilate lorsqu’elle gèle et la glace flotte au-dessus de l’eau. Cette propriété est cruciale pour la vie telle que nous la connaissons. Les calottes glaciaires à la surface de l’océan isolent l’eau en dessous et permettent aux organismes de vivre dans les régions polaires du monde, et empêchent également les océans de geler solide.

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