Acqua sotto i ponti

di Marta Maresca 

I legami a ponte d’idrogeno fanno sì che la vita nei bacini acquosi possa continuare indisturbata anche a temperature polari.

Immergendo un solido in un liquido questo generalmente affonda a causa della sua maggiore densità rispetto a quella del liquido. Tuttavia, i cubetti di ghiaccio in un bicchiere d’acqua restano a galla. Il motivo dell’inusuale comportamento dell’acqua ghiacciata è da ricercare nel raffronto tra le densità del liquido e del suo solido.

I solidi sono caratterizzati da legami forti che formano un reticolo cristallino ben definito, una vera e propria struttura che sorregge la sostanza. Nel passaggio allo stato liquido alcuni di questi legami si rompono e la sostanza acquisisce una mobilità tale da permettere ai piani delle molecole di scivolare gli uni sugli altri, motivo per cui i liquidi assumono la forma del recipiente in cui si trovano. Allo stato gassoso tutti i legami intermolecolari sono spezzati e le molecole vagano occupando tutto lo spazio a loro disposizione.

Una molecola d’acqua è composta da due atomi di idrogeno legati a uno di ossigeno; l’ossigeno possiede due doppietti elettronici non impegnati in legami che, con la loro carica negativa, attraggono la parziale carica positiva degli atomi di idrogeno, formando i legami a ponte d’idrogeno. Questi sono legami deboli, ma abbastanza forti da influire non indifferentemente sulle proprietà chimico-fisiche della sostanza: difatti, quando l’acqua liquida raggiunge una temperatura di circa 4 gradi centigradi, si instaurano tutti i possibili legami a ponte d’idrogeno aumentando il volume e diminuendo la densità della sostanza a parità di peso.

Grazie a questa peculiarità i bacini d’acqua non ghiacciano totalmente neanche a temperature polari, ma man mano che il liquido raggiunge la temperatura di congelamento e aumenta di volume sale in superficie dove forma lo strato di ghiaccio. Questo funge da isolante tra l’ambiente esterno e il bacino acquoso, nel quale la temperatura è al di sopra dei 4 gradi centigradi permettendo alle specie viventi di continuare indisturbate la propria esistenza.

foto di Victoria Pastore