Oamenii de știință de la Universitatea Bristol din Marea Britanie și Universitatea Tokyo din Japonia au explicat proprietățile anormale ale apei pe care le prezintă atunci când se răcește și se îngheață. Pentru a face acest lucru, cercetătorii, folosind modelarea computerizată, au făcut modificări în structura moleculei H2O, înzestrând-o cu noi caracteristici. Acest lucru este raportat de Science Alert.
De obicei, lichidele devin mai dense pe măsură ce temperatura lor scade, dar apa atinge densitatea maximă la patru grade Celsius. Sub acest punct, densitatea scade din nou, în urma căreia gheața plutește pe suprafața corpurilor de apă. În plus, apa are o tensiune superficială ridicată, cedând la forma lichidă de mercur, un punct de fierbere ridicat și este un bun solvent.
Astfel de caracteristici fizice sunt explicate prin prezența unor legături de hidrogen care se formează între moleculele de apă. Acestea din urmă se conectează între ele și formează un tetraedru (piramidă triunghiulară).
Oamenii de știință au folosit un supercomputer pentru a crea diverse modele ale structurii moleculare a apei. Pentru a face acest lucru, au variat parametrul λ, numit potențialul Stillinger-Weber, care este utilizat pentru a descrie proprietățile fizice ale substanțelor cu un aranjament tetraedric al moleculelor. Cercetătorii au urmărit modul în care modificările potențiale au afectat densitatea unei substanțe și numărul de legături chimice între atomi (un model în două stări). Acest lucru a făcut posibilă calcularea la ce valori ale lui λ se manifestă proprietățile anormale ale apei.
S-a dovedit că odată cu creșterea potențialului Stillinger-Weber, proprietățile anormale ale apei asociate densității devin mai slabe. Ca rezultat, densitatea maximă se deplasează spre tranziția fazei lichid-gheață, iar forma solidă a apei își pierde flotabilitatea. Pe măsură ce λ scade, proprietățile prezise de modelul cu două stări sunt, de asemenea, slăbite.
