2.19: Coesione

La coesione è l’attrazione tra molecole dello stesso tipo – come le molecole d’acqua. L’ossigeno negativo parzialmente caricato di una molecola d’acqua si lega all’idrogeno positivo parzialmente caricato di una seconda molecola d’acqua tramite il legame di idrogeno. Ogni molecola d’acqua può formare fino a quattro legami di idrogeno con altre molecole d’acqua.

Su una superficie, quando più molecole d’acqua si uniscono attraverso la coesione, si forma una goccia. L’acqua in genere non si sviluppa su tutta la superficie. Questo perché le molecole d’acqua sono più attratte l’una dall’altra che dalle molecole che compongono la superficie o l’aria circostante.

La tensione superficiale deriva dalla coesione. I “pattinatori di stagno”, noti anche come sciatori d’acqua, sono insetti che usano questo fenomeno per camminare sull’acqua. La tensione superficiale si verifica all’interfaccia tra acqua ed aria (ad esempio, la superficie dell’acqua). Ancora una volta, le molecole d’acqua sono più attratte l’una all’altra rispetto che alle molecole nell’aria. Così, le molecole d’acqua in superficie formano legami con le molecole d’acqua vicine, sopra e sotto di loro. Poiché le molecole di acqua in superficie non possono formare legami con altre molecole d’acqua in corrispondenza di un lato (il lato a contatto con l’aria), formano legami più forti con le loro molecole d’acqua vicine. Le molecole fortemente legate hanno una superficie compressa, creando goccioline sferiche di molecole d’acqua. L’elevata tensione superficiale dell’acqua e la spinta idrostatica delle gambe del “pattinatore dello stagno” consentono all’insetto di rimanere sulla superficie dell’acqua.

Il mercurio è un’altra molecola coesa che può essere facilmente vista. In un contenitore di vetro, il mercurio non si estende nè bagna il vetro, perché le forze coese tra le molecole di mercurio sono più forti delle forze adesive tra il mercurio e il vetro. Anche se l’acqua è altamente coesa, ha anche un’affinità per la silice. Così, l’acqua si disperde uniformemente sul fondo di un contenitore di vetro.