Quelle affirmation permet d’expliquer pourquoi la glace est moins dense que l’eau liquide ?

Pourquoi la glace est moins dense que l’eau liquide ?

La densité d’un matériau est définie comme sa masse par unité de volume. Dans le cas de l’eau, la densité de l’eau liquide est d’environ 1 gramme par centimètre cube (g/cm³), tandis que la densité de la glace est d’environ 0,92 g/cm³. Cela signifie que la glace est moins dense que l’eau liquide, ce qui explique pourquoi elle flotte sur l’eau.

L’explication de cette différence de densité réside dans la structure moléculaire de l’eau. Les molécules d’eau sont composées de deux atomes d’hydrogène liés à un atome d’oxygène. Ces molécules ont une forme courbée, avec les atomes d’hydrogène formant un angle de liaison d’environ 104,5 degrés.

Dans l’eau liquide, les molécules d’eau sont étroitement liées les unes aux autres par des liaisons hydrogène. Ces liaisons hydrogène sont des forces intermoléculaires qui se forment entre les atomes d’hydrogène d’une molécule d’eau et les atomes d’oxygène d’une autre molécule d’eau. Les liaisons hydrogène maintiennent les molécules d’eau dans une structure compacte, ce qui donne à l’eau liquide sa densité élevée.

Lorsque l’eau gèle, les molécules d’eau s’organisent dans une structure cristalline. Dans cette structure, les molécules d’eau forment des liaisons hydrogène avec quatre autres molécules d’eau, créant une structure tétraédrique. Cette structure tétraédrique est plus aérée que la structure compacte de l’eau liquide, ce qui donne à la glace une densité plus faible.

En résumé, la structure cristalline de la glace, avec ses liaisons hydrogène formant une structure tétraédrique aérée, lui confère un volume supérieur à celui d’un même poids d’eau liquide où les molécules sont plus compactes. Cette différence de structure explique la moindre densité de la glace.