El punto importante es que las moléculas en sí NO son diferentes. El agua es H2O, ya sea en forma sólida, líquida o gaseosa (estados). Es el ARREGLO y el GRADO de MOVIMIENTO lo que es diferente. Lo que sigue es una explicación simplificada que parece ser apropiada para el que hace la pregunta. ¡Sí, hay mucho más!
En un sólido típico, las moléculas están bastante juntas y hay fuerzas entre las moléculas (INTERmolecular, no intramolecular como se dice en un póster a continuación, entre medias, dentro de las medias dentro) que las mantienen dispuestas en formas reticulares bastante rígidas. Cada molécula puede vibrar, no está quieta, pero no viaja. Cuando se aplica energía térmica, las moléculas vibran más y eventualmente algunas tendrán suficiente energía para vencer esas fuerzas intermoleculares y liberarse de la red. Esto se está derritiendo y el sólido se convertirá en líquido. Por lo general, ocurre primero alrededor de los bordes del sólido, ya que estas son las primeras moléculas que salen de la disposición de la red. Las moléculas en los líquidos se mueven un poco más libremente (para que los líquidos puedan fluir) pero aún no viajan largas distancias y no se apresuran locamente (como a veces se describe, eso es más como un gas). Aunque ha ocurrido un cambio de estado, la sustancia es químicamente igual que antes. Este es solo un cambio físico.
También es importante darse cuenta de que el agua NO ES TÍPICA de la mayoría de los sólidos y líquidos. Esto se debe a su naturaleza química como molécula polar: el extremo de oxígeno de la molécula es muy atractivo para los electrones que está ‘compartiendo’ con los átomos de H (puede pensar que el oxígeno es ‘codicioso’ pero no tiene pensamientos ni sentimientos!), por lo que los electrones pasan más tiempo en ese extremo, dándole una carga ligeramente negativa. Los átomos de H no pasan mucho tiempo con sus electrones, por lo que el extremo H es ligeramente positivo. Esto establece fuerzas atractivas adicionales entre diferentes moléculas de agua: el extremo negativo de una molécula se siente algo atraído por los extremos positivos de otras. Llamado enlace de hidrógeno, no confunda estas fuerzas cohesivas con los enlaces que unen el 2H al O para formar una molécula de agua (que son intramoleculares). Por lo tanto, el agua como líquido tiende a “pegarse”, una razón por la cual las plantas pueden extraer agua de las raíces a las hojas en los tubos muy estrechos de los vasos del xilema. A medida que el agua se pierde de la hoja por evaporación (transpiración), más agua le sigue a medida que las moléculas de agua se unen.
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Cuando el agua se enfría, lo que sucede es realmente inusual a medida que avanzan los sólidos. En lugar de que las moléculas se acerquen entre sí, la naturaleza polar de la molécula de agua en realidad empuja a las moléculas a separarse un poco en una red bastante suelta. Es por eso que el agua se expande a medida que se congela en hielo; lo sabemos porque no llenamos una bandeja de cubitos de hielo hasta la parte superior o todo se desborda y se fusiona. También sabemos que el hielo es menos denso que el agua porque los cubitos de hielo flotan en nuestras bebidas, esto se debe a la forma de celosía abierta del hielo. Del mismo modo, los icebergs flotan. Pero esto es muy diferente de los sólidos típicos descritos anteriormente. Por lo tanto, los maestros deben tener cuidado al usar el agua como ejemplo … ¡porque es muy diferente!
