Os três estados da água

As temperaturas nas quais a água muda entre seus três estados, os chamados ponto de fusão (gelo para água líquida) e ponto de ebulição (água líquida para vapor d'água), são altos em comparação com substâncias com moléculas de tamanhos semelhantes. Para que o gelo derreta e a água vaporize, são necessários altos níveis de energia para quebrar todas as ligações de hidrogênio. A água também é incomum porque sua forma sólida é ligeiramente menos densa que sua forma líquida, de modo que o gelo flutua na água líquida. 

A razão para isso é que as moléculas do gelo são pouco compactadas, enquanto as da água líquida se movem em grupos compactados. O fato de o gelo flutuar na água líquida é importante porque permite a existência de grandes áreas de gelo marinho polar. Estes afetam o fluxo de calor entre o oceano e a atmosfera e ajudam a estabilizar as temperaturas dos oceanos e o clima da Terra.

Gelo: as ligações de hidrogênio mantêm as moléculas de água unidas em uma estrutura rígida de cristal hexagonal

Água líquida: na água líquida, as bandas mantêm as moléculas ligadas em pequenos aglomerados móveis.

Vapor d'água: no vapor d'água não há ligações de hidrogênio. As moléculas encontram-se amplamente espaçadas e não ligadas entre si.

Lado a lado: a água é a única substância natural encontrada em todos os três estados da superfície da Terra. Às vezes, o gelo, a água líquida e o vapor de água condensado podem ser vistos lado a lado, como aqui no fiorde de Spitsbergen.