Composicion molecular del agua

Composicion molecular del agua

Tensión superficial

Las mismas propiedades que hacen que el agua sea cohesiva y adhesiva también la convierten en un buen disolvente. Sin embargo, el agua no es la única sustancia cohesiva o adhesiva. Recuerda que otras moléculas que tienen hidrógeno unido covalentemente al flúor (F), al oxígeno (O) o al nitrógeno (N) también pueden formar enlaces de hidrógeno.

Incluso las moléculas que no pueden formar enlaces de hidrógeno tienen algunas propiedades cohesivas y adhesivas resultantes de las fuerzas de atracción intermoleculares. El término general que se da a las fuerzas intermoleculares es el de fuerzas de Van der Waals. Estas fuerzas incluyen la atracción de moléculas polares hacia otras moléculas polares, así como la atracción de moléculas no polares hacia otras moléculas no polares. A modo de comparación, los enlaces de hidrógeno son entre 4 y 100 veces más fuertes que las fuerzas de van der Waals. Los enlaces iónicos y covalentes son aproximadamente 2-100 veces más fuertes que los enlaces de hidrógeno.

La Tabla 3-3 enumera cuatro disolventes líquidos con información sobre su polaridad y el tipo de enlace entre sus átomos. En la actividad que sigue, investigaremos la capacidad del agua para disolver materiales en comparación con otros disolventes.

Cohesión

Un glóbulo de agua líquida, y la depresión cóncava y el rebote en el agua causados por algo que cae a través de la superficie del aguaUn bloque de agua sólida (hielo)Las nubes en la atmósfera de la Tierra se condensan a partir de vapor de agua gaseoso.

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El agua (fórmula química H2O) es una sustancia química inorgánica, transparente, insípida, inodora y casi incolora, que es el principal constituyente de la hidrosfera terrestre y de los fluidos de todos los organismos vivos conocidos (en los que actúa como disolvente[1]). Es vital para todas las formas de vida conocidas, aunque no aporta calorías ni nutrientes orgánicos. Su fórmula química, H2O, indica que cada una de sus moléculas contiene un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos por enlaces covalentes. Los átomos de hidrógeno están unidos al átomo de oxígeno en un ángulo de 104,45°.[2] «Agua» es el nombre del estado líquido del H2O en condiciones estándar de temperatura y presión.

Existen varios estados naturales del agua. Forma precipitaciones en forma de lluvia y aerosoles en forma de niebla. Las nubes están formadas por gotas de agua en suspensión y por hielo, su estado sólido. Cuando está finamente dividido, el hielo cristalino puede precipitar en forma de nieve. El estado gaseoso del agua es el vapor de agua.

Viscosidad

En su conocido poema «The Rime of the Ancient Mariner», Samuel Coleridge escribió «agua, agua por todas partes, ni una gota para beber».  Coleridge hablaba de estar en el océano, pero no tener agua porque había matado a un albatros (lo que aparentemente traía mala suerte a todos en el barco). Aproximadamente el 75% de la superficie de la Tierra es agua. El principal componente del cuerpo humano (más del 60 %) es el agua. Esta sencilla molécula desempeña importantes funciones en todo tipo de procesos.

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El agua es una molécula simple formada por un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno diferentes. Debido a la mayor electronegatividad del átomo de oxígeno, los enlaces son covalentes polares (enlaces polares). El átomo de oxígeno atrae los electrones compartidos de los enlaces covalentes en mayor medida que los átomos de hidrógeno. Como resultado, el átomo de oxígeno adquiere una carga parcial negativa \(\left( \delta – \right)\N, mientras que los átomos de hidrógeno adquieren cada uno una carga parcial positiva \(\left( \delta + \right)\N.) La molécula adopta una estructura doblada debido a los dos pares de electrones solitarios del átomo de oxígeno. El ángulo de enlace \(\ce{H-O-H}\) es de aproximadamente \(105^\text{o}\), ligeramente menor que el ideal \(109,5^text{o}\) de un orbital atómico \(sp^3\) hibridado.

Atasco de hielo

y forma un solo enlace. En el panel (c), hemos aplicado la convención simbólica de que dos electrones compartidos que forman un enlace químico entre átomos pueden representarse mediante una línea. Con una estructura de Lewis válida, podemos inferir la geometría molecular de la molécula de agua. El octeto sobre el oxígeno central puede verse como compuesto por cuatro dominios de electrones, dos pares de enlace y dos «pares solitarios» no enlazantes. La aplicación de la teoría VSEPR a esta configuración lleva a la conclusión de que estos cuatro dominios de electrones están -en una primera aproximación- dispuestos alrededor del oxígeno central en un patrón tetraédrico. La principal conclusión que se desprende es que la disposición de los átomos en la molécula H-O-H no es lineal, sino curvada, con un ángulo de enlace que se espera sea cercano al valor tetraédrico, 109,5°. Dado que los pares solitarios distribuyen la carga negativa en un volumen mayor que los pares de enlace, la repulsión electrostática hace que los pares de enlace se acerquen un poco más, por lo que el ángulo de enlace real debería ser un poco menor que 109,5°. Como mostraremos a continuación, también podemos utilizar la estructura de Lewis para analizar si la molécula de agua tiene polaridad.

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