Quando se considera a ligação de hidrogênio entre moléculas de água, o
átomo de oxigênio pode ter no máximo um número de coordenação 4. No entanto, no
líquido nem todos os átomos de oxigênio estão coordenados ao máximo, ocorre
associação e dissociação ente moléculas de água. Portanto, o número de
coordenação 4 permanece apenas durante curtos intervalos. A organização das
moléculas de água é constantemente modificada no estado líquido devido à agitação térmica e às interações intermoleculares por ligações de
hidrogênio.
Quando estas últimas são dominantes, a densidade tende a aumentar. Quando a temperatura se eleva, a agitação térmica também e por isso a densidade diminui. Em geral, a forma sólida das substâncias é mais densa que a fase líquida.
A água é um dos poucos casos em que esse jogo de forças se quebra nas vizinhanças do ponto de fusão. Pela lógica, a densidade da água seria máxima a 0oC mas a cristalização da mesma à pressão atmosférica envolve uma expansão da estrutura do sólido, onde as moléculas estão menos associadas que no líquido recém-fundido ( o gelo tem estrutura hexagonal a 1 atm e 0oC). A associação se eleva até um máximo, levando a uma contração do volume e a elevação da densidade, quando o efeito da agitação térmica passa a predominar. A densidade máxima para a água é obtida a 3,98° C e vale 999,987 kg/m3 ou 0,999987 g/cm3 (g/mL). Parece pouco, mas em termos metrológicos, isso tem significado. Outras substâncias com o mesmo comportamento da água são o chumbo, o urânio, o neônio, o bismuto e o silício.
Quando estas últimas são dominantes, a densidade tende a aumentar. Quando a temperatura se eleva, a agitação térmica também e por isso a densidade diminui. Em geral, a forma sólida das substâncias é mais densa que a fase líquida.
A água é um dos poucos casos em que esse jogo de forças se quebra nas vizinhanças do ponto de fusão. Pela lógica, a densidade da água seria máxima a 0oC mas a cristalização da mesma à pressão atmosférica envolve uma expansão da estrutura do sólido, onde as moléculas estão menos associadas que no líquido recém-fundido ( o gelo tem estrutura hexagonal a 1 atm e 0oC). A associação se eleva até um máximo, levando a uma contração do volume e a elevação da densidade, quando o efeito da agitação térmica passa a predominar. A densidade máxima para a água é obtida a 3,98° C e vale 999,987 kg/m3 ou 0,999987 g/cm3 (g/mL). Parece pouco, mas em termos metrológicos, isso tem significado. Outras substâncias com o mesmo comportamento da água são o chumbo, o urânio, o neônio, o bismuto e o silício.
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