* enlace de hidrógeno: Las moléculas de agua son polares, lo que significa que tienen un extremo ligeramente positivo y un extremo ligeramente negativo. Estas cargas opuestas se atraen entre sí, formando enlaces de hidrógeno.
* estructura cristalina de hielo: En hielo, estos enlaces de hidrógeno crean una estructura de red rígida, abierta y hexagonal. Esta estructura maximiza la distancia entre las moléculas de agua, creando espacios más grandes dentro del cristal de hielo.
* Estructura del agua líquida: En agua líquida, los enlaces de hidrógeno se están formando y rompiendo constantemente, lo que permite que las moléculas empacen más de cerca. Si bien todavía hay enlaces de hidrógeno, la ruptura y la formación constante da como resultado una estructura más compacta.
Por lo tanto:
* La estructura abierta y cristalina de hielo con su espacio maximizado entre las moléculas lo hace menos denso que el agua líquida.
* Es por eso que el hielo flota en el agua, un fenómeno crucial para la vida en ambientes acuáticos.
Nota importante: Si bien el hielo es menos denso que el agua líquida a presión atmosférica estándar, se vuelve más denso que el agua a presiones muy altas (más de 2000 atmósferas). En estas condiciones, la presión obliga a las moléculas de agua más juntas, superando la estructura abierta del hielo.