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Titolo: perchè l'acqua..

... in fase solida aumenta di volume? 

 ... in fase solida aumenta di volume?
La spiegazione che a suo tempo mi hanno "somministrato"  :-)  e' la
seguente: allo stato solido le molecole d'accqua si aggregano, tramite
legami a idrogeno, in una struttura reticolare nella quale la distanza
media tra le molecole e' maggiore che nel liquido, a causa della
direzionalita' di tale legame e dei valori degli angoli di legame.
http://www.whatischemistry.unina.it/ghiaccio.jpg
http://www.dsch.univ.trieste.it/~geremia/PROTEIN/ghiaccio.gif
http://www.dsch.univ.trieste.it/~geremia/PROTEIN/acqua.gif

 direzionalita' di tale legame e dei valori degli angoli di legame.
Non e'  una spiegazione particolarmente illuminante, anche se 
diffusissima: stringendo all'osso,  dice che l' acqua si comporta in un 
certo modo perche'  interagisce in un cert' altro modo. Ma senza che 
questo permetta di ricavare nessuna indicazione generale. Salvo 
aumentare la fama di "interazione articolare del l. a i. che cosi' 
diventa responsabile di tutte le anomalie del mondo :-)
Che non ci sia niente  di magico nel legame ad idrogeno lo dimostra il 
silicio che ha lo stesso comportamento ma senza nessuna possibilita' 
di l. a i.
E non si puo'  neanche attribuire il comportamento univocamente  ad 
interazioni direzionali perche' di sistemi con interazioni direzionali 
che diminuiscono la densita' alla fusione ce ne sono tanti.
A questo punto pero'  confesso che, pur lavorando da anni e anni nello 
studio teorico dei liquidi (freezing incluso), non saprei dare una 
spiegazione semplice e quindi la versione "all' osso"  di cui sopra non 
e'  neanche troppo malvagia.
Con questo non voglio dire che non ci sia possibilita'  di spiegare il 
fenomeno in nessun modo. Solo che la spiegazione non e' per nulla 
semplice in quanto occorre legare insieme interazioni,  ordine locale e 
termodinamica per poter  avere una qualche speranza di non enunciare 
tautologie e avere un qualche potere predittivo.
Giorgio

 ha scritto nel messaggio 
news:496e808d$0$1114$4faf...@reader3.news.tin.it...

anni fa(molti) un mio professore di chimica disse che per questa semplice 
caratteristica dell'acqua esiste la vita sul pianeta ma non ricordo bene il 
motivo a spiegazione di questa affermazione...

 il motivo a spiegazione di questa affermazione...
Vedi:
http://it.wikipedia.org/wiki/Acqua#Le_propriet.C3.A0_dell.27acqua
Tex 

 
La mia è una non-spiegazione, e premetto che mi faccio tanto 
di cappello verso chi studia davvero i fluidi, cmq, solo per 
visualizzare il perché possa capirare un fenomeno simile, 
pensa a questo modello :
hai un gran numero di stellette tridimensionali tetraedriche 
(proprio come i chiodi, illegali, per sventrare le gomme in 
qualsiasi modo siano gettati a terra).
Immagina di metterle in un recipiente (grande rispetto a 
ciascuna stelletta), e che arrivino a un certo livello.
Se le guardi bene, vedrai che alcune gambe si incrociano con 
altre gambe, o cmq sono a contatto, e a volte si 
impacchettano scorrendo magari parallele per un tratto e 
così si toccano.
Ora invece immagina che le sferette siano dotate di potenti 
calamite (magari sferiche e girevoli) collocate solo alle 
estremità delle gambette. Se le calemite sono forti, le 
stellette si solleveranno una sull'altra sino a fare in moco 
che ciascun "piede" si appiccichi un altro piede, ma in 
questo modo lo spazio vuoto tra le gambette non conterrà più 
altre gambette, ma essenzialmente vuoto. L'impalcatura 
tridimensionale è ovviamente più rigida di prima, ma 
contiene anche molto più spazio vuoto.
Bene ... perché in fondo è una non-risposta.
1) intanto perchè non contempla il caso in cui dei reticoli 
rigidi non possano compenetrarsi per "traslazione parallela" 
ad esempio, formando tanti sottoreticoli sfasati ma 
globalmente compatti. Non ho ricordi precisi, ma mi risulta 
che in certi casi questo si possa davvero verificare ... 
Citerei gli spinelli (o gli spinelli inversi) ma non ricordo 
se l'esempio fosse quello, indi beneficio del dubbio
2) Soprattutto, non spiega perché questo comportamento sia 
esibito da un numero molto basso di sostanze, anche se il 
fatto di fare più legami nel solido che non nel liquido, 
viceversa, è la norma.
Cmq un pochino visualizza l'aumento dei vuoti con l'aumento 
dell'ordine, spero
ciao
Soviet

>
Mmm, ripensando a questa risposta, mi sembra sempre più 
scadente in effetti.
Il paragone è brutto specialmente per il fatto che non regge 
nel fatto che anche nell'acqua liquida il contatto si 
verifica solo su quei benedetti "piedini" magnetici.
Ne ho pensato una diversa, anche questa naif ma forse meno 
distorsiva.
Avete presente quei pinocchietti o animalucci di legno della 
fiera ? Sono fatti di segmenti cavi, con un elastico che li 
percorre dentro sino al basamento, dove un tasto mobile 
tira/molla l'elastico stesso.
Ebbene, quantomeno le articolazioni dei pinocchi non sono 
libere di svincolarsi, ma possono drizzarsi o flettersi a 
seconda della tensione dell'elastico.
Quando si tende, esse si raddrizzano e il pinocchietto si 
"espande" occupanto più volume (circoscritto). Quando si 
allenta, il pupazzetto crolla e si ammoscia su sé stesso (in 
questo stato è molto più compatto di prima).
Beh, c'ho provato, non prevedo di cercare altri esempi 
maccheronici :-)
ciao
Soviet
