Dynamique des liaisons hydrogène et dynamique moléculaire
Les mystères de l’eau

Si la dynamique des liaisons hydrogène dépend de la température suivant une loi d’Arrhenius, il doit exister une manière de passer de cette dynamique à celle des molécules, laquelle, comme nous l’avons vu, a un comportement « anormal ». L’explication est de nature géométrique et, à nouveau, fait intervenir le fait que chaque molécule est entourée de 4 à 5 molécules avec lesquelles elle forme éventuellement des liaisons. Si, pour simplifier, on ne considère que 4 molécules voisines, on voit que chaque molécule a un nombre de liaisons intactes qui, au cours du temps, fluctue entre 0 et 4 . Autrement dit, à un moment donné, chaque molécule peut être classée dans une classe f_i de molécules avec i liaisons intactes . Les populations de chacune de ces classes, si l’on considère que les liaisons se forment de manière aléatoire et indépendante, sont :

Or, une molécule ne peut se déplacer que si le nombre de liaisons est égal à 0 ou 1 (dans ce dernier cas, en tournant autour de la seule liaison intacte). Le nombre F_I de molécules bloquées est donc égal à :

F_I (p) = f₂ + f₃ + f₄

Comme la dépendance p (T) est connue, F_I (T) est aussi connue. F_I (T) représente le nombre de molécules qui, à un instant donné, et pendant un temps de l’ordre de grandeur du temps τ _HB ne peuvent pas...