El agua es un elemento que necesitamos para vivir y para que haya vida en la tierra tal y como la conocemos hoy día. La molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos mediante un enlace covalente. Esto significa que los dos átomos de hidrógeno y el de oxígeno se unen gracias a que comparten electrones entre ellos. La fórmula de la molécula de agua es H2O. Son muchas las características que tiene la molécula de agua y es gracias a ella por la que existen numerosos procesos que da lugar al desarrollo de la vida.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que debes saber sobre la molécula de agua.
Análisis de la molécula de agua
Si analizamos esta molécula podemos ver que el ángulo de unión del enlace covalente entre el hidrógeno y oxígeno desde 104.5 grados. Esto se puede conseguir gracias a un análisis espectroscópico y de rayos X. La distancia media entre los átomos de hidrógeno y oxígeno es de de 96.5 pm o, lo que es lo mismo, 9.65•10-8 milímetros.
Estas distancias no se pueden comparar con nada que pueda ver el ojo humano. La disposición de los electrones en la molécula de agua es la que comunica la asimetría eléctrica dado que hay un diferente nivel de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. Llamamos electronegatividad a la capacidad que tiene un átomo para poder atraer electrones que estén compartidos en un enlace covalente. Recordamos que un enlace covalente es aquel que se establece entre dos átomos no metálicos.
Dado que el oxígeno tiene más electronegatividad que el hidrógeno, es más probable que los electrones estar más cerca del átomo de oxígeno que el de hidrógeno. Esto es debido a que los electrones tienen carga negativa. El hecho de que los electrones se dirijan mayormente al átomos de oxígeno hace que el átomo de hidrógeno tenga una cierta carga positiva. A esta carga se le denomina como carga parcial positiva. El del oxígeno se denomina como carga parcial negativa.
La diferencia entre positivo y negativo de los electrones que están cercanos ambos átomos hace que la molécula de agua sea una molécula polar. Es decir, la molécula tiene una parte con un polo negativo y otra parte con un polo positivo. Aunque el conjunto de la molécula es neutro, de este carácter polar es donde derivan todas sus propiedades fisicoquímicas y biológicas.
Interacciones entre moléculas
Cuando varias moléculas de agua está muy cerca entre sí son capaces de establecer una tracción entre los átomos de oxígeno de las moléculas por separado. Esto es debido a que el oxígeno tiene una carga parcial negativa y uno de los hidrógenos tiene la carga parcial positiva. Por ello, la parte positiva de una molécula de agua se ve atraída por la parte negativa de la otra molécula de agua. Este tipo de interacción entre moléculas se denomina como fuente de hidrógeno. Ocurre mucho en estas moléculas ya que se van ordenando de tal forma que cada molécula de agua es capaz de asociarse con otras 4 moléculas más. Este tipo de interacciones la que ocurre con el hielo.
Los enlaces que hay entre los hidrógenos tienen lugar gracias a que hay un átomo con carga parcial negativa y un hidrógeno con carga parcial positiva. Esto hace que los enlaces no sean exclusivos del agua. Estos enlaces de interacciones también se dan en el nitrógeno, flúor y el hidrógeno de otras moléculas en las que están las proteínas y el ADN.
Vamos a ver cuáles son las propiedades fisicoquímicas de la molécula de agua. Entre estas propiedades y características podemos destacar la capacidad y solvente. No debemos olvidar que el agua es considerado como el disolvente universal. Otra de las características de la molécula de agua es el elevado calor específico y su calor de vaporización. También posee una gran cohesión y adhesión, una densidad anómala y funciona como un reactivo químico.
Si utilizamos las propiedades del agua vemos que es capaz de dispersar a un elevado número de compuestos en su seno gracias a su carácter polar. Como hemos mencionado antes, aunque la totalidad de la molécula sea neutral, el hecho de que tenga una parte positiva y otra parte negativa es la que le da a las propiedades fisicoquímicas por las que el agua es tan necesaria para la vida. Así, funciona con sales y otras sustancias iónicas en las que la molécula de agua orienta sus polos. Esta orientación de los polos se da en función de las cargas de dos iones poniendo al polo negativo un lado y al polo positivo por otro. Por ejemplo, con sustancias polares como es el etanol, el agua actúa de forma parecida. Opone un polo frente a otro de signo contrario de la sustancia.
Propiedades de la molécula de agua
La molécula de agua tiene un calor específico alto. Este calor específico no es más que la cantidad de calor que hace falta administrar a un gramo de agua para poder elevar un grado su temperatura. Por otro lado, tenemos el calor de vaporización. Esta es la cantidad de vapor que hay que aplicar a un gramo de líquido para que pueda pasar a un gramo de vapor. Sabemos que la molécula de agua tiene un elevado calor específico y de vaporización gracias a los puentes que unen los átomos de hidrógeno. Es decir, para poder elevar la temperatura del agua un grado, todas las moléculas necesitan aumentar su vibración. Para ello, rompen los enlaces de hidrógeno para que puedan pasar un gramo de agua líquida a un gramo de agua de vapor.
El hecho de que tenga un alto valor de calor de vaporización es debido a que para poder pasar. Otra característica de la molécula de agua es la cohesión. La cuestión es la tendencia que tienen dos moléculas a estar unidas. Gracias de nuevo a los puentes de hidrógeno de la molécula de agua, la cohesión es alta. La adhesión es la tendencia de dos moléculas diferentes a unirse entre ellas. Esto hace que la molécula de agua tenga elevada adhesión hacia compuestos que sean iónicos y polares. Estas la aplicación que tiene lugar cuando ocurre que el agua se queda pegada a diferente superficies.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre la molécula de agua.