El hielo flota, es por eso que el océano tiene hielo polar e icebergs, y por qué el hielo de tu bebida flota. Si lo piensas, puede parecer un poco extraño porque el hielo es un sólido e intuitivamente, debería ser más pesado que un líquido y hundirse. Aunque esto es cierto para la mayoría de las sustancias, el agua es una excepción. Sus enlaces de hidrógeno y su estado sólido en realidad lo hacen más liviano de lo que es como líquido.

El hielo es menos denso

El agua es una sustancia asombrosa que básicamente alimenta la vida en la tierra; todo organismo vivo lo necesita. También tiene algunas propiedades interesantes que permiten que la vida sea como es. Una de las propiedades más importantes es que el agua es más densa a 4 ° C (40 ° F). El agua caliente y el hielo son menos densos que el agua fría. Las sustancias menos densas flotan sobre las más densas. Por ejemplo, cuando prepara aderezo para ensaladas, el aceite flota sobre el vinagre porque es menos denso. Lo mismo es cierto para todo. Si tienes una pelota de playa inflable en una piscina, flota, si tienes una piedra, se hunde.

La razón por la que el hielo es menos denso que el agua tiene que ver con los enlaces de hidrógeno. Como saben, el agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. Están unidos por enlaces covalentes que son muy fuertes. Sin embargo, también se forma otro tipo de enlace entre diferentes moléculas de agua llamado enlace de hidrógeno, que es más débil. Estos enlaces se forman porque los átomos de hidrógeno cargados positivamente son atraídos por los átomos de oxígeno cargados negativamente de las moléculas de agua cercanas. Cuando el agua está tibia, las moléculas son muy activas, se mueven mucho y forman y rompen enlaces con otras moléculas de agua rápidamente. Tienen la energía para acercarse unos a otros y moverse rápidamente.

A medida que el agua desciende por debajo de los 4 ° C, la energía cinética disminuye para que las moléculas no se muevan tanto. nunca más. No tienen la energía para moverse, romperse y formar vínculos con tanta facilidad. En cambio, forman más enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua para formar estructuras de celosía hexagonal. Forman estas estructuras para mantener separadas las moléculas de oxígeno cargadas negativamente. En el medio de los hexágonos, hay mucho espacio vacío.

El hielo es en realidad un 9% menos denso que el agua líquida. Por tanto, el hielo ocupa más espacio que el agua. Prácticamente, esto tiene sentido, porque el hielo se expande. Es por eso que no debe congelar una botella de agua de vidrio y por qué el agua congelada puede crear grietas más grandes en el concreto. Si tiene una botella de un litro de hielo y una botella de un litro de agua, entonces la botella de agua helada sería más ligera. Las moléculas están más alejadas entre sí en este punto que cuando el agua está más caliente. Por lo tanto, el hielo es menos denso que el agua y flota.

Cuando el hielo se derrite, la estructura cristalina estable colapsa y de repente se vuelve más densa. A medida que el agua se calienta a más de 4 ° C, gana energía y las moléculas se mueven más rápido y más separadas. Entonces, el agua caliente también ocupa más espacio que el agua más fría y flota sobre el agua más fría porque es menos densa. Es como cuando vas a un lago a nadar y la capa superior es agradable y cálida, pero cuando pones las piernas debajo, de repente hace mucho más frío.

Importante para nuestra Tierra

Entonces, ¿por qué importa esto? La flotabilidad del hielo tiene importantes consecuencias para la vida en la tierra. Los lagos se congelan en la parte superior durante el invierno en lugares fríos, lo que permite que los peces y otros animales sobrevivan debajo. Si el fondo se congela, todo el lago podría congelarse y casi nada podría sobrevivir al invierno en el lago. En los océanos del norte o del sur, si el hielo se hundiera, todos los casquetes polares estarían en el fondo del océano, impidiendo que nada viviera allí. El fondo del océano estaría lleno de hielo. Además, el hielo polar es importante porque refleja la luz y evita que nuestro planeta se caliente demasiado.