3. Explica la disposición de las moléculas del agua en los tres estados de agregación. ¿Por qué entonces el hielo flota en el agua? ¿Qué importancia tiene esta propiedad para la vida marina?

En estado sólido, las moléculas de agua, formadas por dos hidrógenos y un oxígeno se disponen de forma hexagonal, formando cristales de hielo. Lo curioso de esta estructura es que se forman unos huecos considerables entre moléculas, lo que hace que el hielo adquiera una densidad menor.
En estado líquido, las moléculas de agua permanecen unidas por los denominados puentes de hidrógeno, unos enlaces débiles que se rompen y rehacen constantemente.
En estado gaseoso, la agitación de las moléculas es tan grande que se rompe definitivamente esa unión, desperdigándose las moléculas independientemente.

Podemos ver en este enlace una simulación de la fusión del hielo y la evaporación del agua a nivel molecular. Es interesante prestar atención a la agitación de las moléculas.

Al ser menos denso el hielo que el agua líquida, flota sobre esta, de manera que al haber temperaturas muy bajas en un emplazamiento de agua como puede ser un lago, se helará la parte superior, dejando bajo ella el resto del agua líquida, y por tanto a una temperatura superior a 0ºC. Además el agua tiene una curiosa propiedad, y es que alcanza su densidad máxima a los 4ºC. De este modo, en el momento en que la temperatura ambiental descienda, la del agua superficial del lago también lo hará, pero al llegar a ese valor (4ºC), descenderá por ser más densa que el resto del agua, y agua más caliente ocupará su lugar, creando una corriente de agua a 4º descendiendo y agua más cálida subiendo, hasta el punto en que todo el agua esté a esa temperatura, y entonces esta sí pueda seguir descendiendo. Este hecho ralentiza la congelación del lago, permitiendo a la fauna subacuática seguir viviendo aún en el frío invierno.