Científicos de la Universidad de Bristol en el Reino Unido y la Universidad de Tokio en Japón han explicado las propiedades anómalas del agua que exhibe cuando se enfría y se congela. Para ello, los investigadores, utilizando modelos informáticos, realizaron cambios en la estructura de la molécula de H2O, dotándola de nuevas características. Esto es informado por Science Alert.
Por lo general, los líquidos se vuelven más densos a medida que disminuye su temperatura, pero el agua alcanza su densidad máxima a los cuatro grados Celsius. Por debajo de este punto, la densidad disminuye nuevamente, como resultado de lo cual el hielo flota en la superficie de los cuerpos de agua. Además, el agua tiene una alta tensión superficial, cediendo a la forma líquida del mercurio, un alto punto de ebullición y es un buen disolvente.
Estas características físicas se explican por la presencia de enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. Estos últimos están conectados entre sí y forman un tetraedro (pirámide triangular).
Los científicos han utilizado una supercomputadora para crear varios modelos de la estructura molecular del agua. Para hacer esto, variaron el parámetro λ, llamado potencial de Stillinger-Weber, que se usa para describir las propiedades físicas de sustancias con una disposición tetraédrica de moléculas. Los investigadores rastrearon cómo los cambios en el potencial afectaron la densidad de una sustancia y el número de enlaces químicos entre átomos (un modelo de dos estados). Esto permitió calcular a qué valores de λ se manifiestan las propiedades anómalas del agua.
Resultó que con un aumento en el potencial de Stillinger-Weber, las propiedades anómalas del agua asociadas con la densidad se debilitan. Como resultado, la densidad máxima se desplaza hacia la transición de la fase de hielo líquido y la forma sólida del agua pierde su flotabilidad. A medida que λ disminuye, las propiedades predichas por el modelo de dos estados también se debilitan.
