Las fases sólida, líquida y gaseosa para una sustancia particular están formadas por los mismos átomos o moléculas. Por ejemplo, el agua sólida (hielo), el agua líquida y el vapor de agua comprenden solo moléculas de H2O. Entonces, ¿qué es lo que determina qué fase se forma? Las moléculas de agua en las tres fases interactúan entre sí en diversos grados. Estas interacciones toman la forma de ‘fuerzas intermoleculares’, que son fuerzas temporales de atracción entre las moléculas. Estas fuerzas intermoleculares son de naturaleza ‘electrostática’, es decir, resultan de cargas parciales negativas y parciales positivas en las moléculas de agua. Para las moléculas de agua, la fuerza intermolecular más importante es el ‘enlace de hidrógeno’, que se forma entre un átomo de hidrógeno parcialmente cargado positivamente en una molécula de agua con un átomo de oxígeno parcialmente negativo en otra molécula. Por supuesto, hay miles y miles de millones de estos enlaces de hidrógeno incluso en una pequeña taza de agua.
A medida que aumenta la temperatura, la energía térmica puede romper cada vez más estos enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Esto reduce las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua. Entonces, el hielo contiene moléculas de agua que están fuertemente bloqueadas en su lugar, ya que los enlaces de hidrógeno son mucho más fuertes que la energía térmica disponible. En el agua líquida, la energía térmica disponible debido al aumento de la temperatura permite que algunos de los enlaces de hidrógeno se rompan, lo que permite que las moléculas de agua se muevan más libremente. Finalmente, cuando la temperatura ambiental se eleva lo suficiente, la mayor energía térmica disponible rompe la mayoría de los enlaces de hidrógeno y las moléculas de agua pueden escapar unas de otras: las moléculas de agua están libres y se forma vapor de agua (vapor).
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