La polaridad de la molécula de agua

Agua

Polaridad

La polaridad de la molécula de agua no sólo es consecuencia de su geometría tetraédrica irregular, sino que también de la naturaleza de sus átomos: hidrógeno, el átomo más pequeño de la Química, y oxígeno, un átomo pequeño, pero principalmente de alta electronegatividad. Este término denota a los átomos que presentan gran capacidad de atraer electrones de enlace hacia sí. Por lo tanto, el átomo de oxígeno de la molécula de agua atrae hacia sí los electrones de los enlaces covalentes con los hidrógenos; hecho que da lugar a una polaridad de enlace. Si la polaridad de enlace se representa por la letra

, con su correspondiente signo, entonces la molécula de agua podrá representarse como el dibujo.

Además el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.

El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.

Por eso en la práctica la molécula de agua se comporta como un dipolo

Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Propiedades físicas del agua

• Es un líquido incoloro, inodoro e insaboro.

• Se transforma fácilmente en los tres estados de agregación (sólido, líquido y gaseoso).

• A 100º C se produce su ebullición en condiciones normales de presión (es decir, al nivel del mar a 760 mm de Hg).

• Se solidifica a 0º C en forma de hielo.

• Es un compuesto con elevada capacidad calorífica, esto es, requiere mucho calor para elevar su temperatura.

• A 4º C adquiere su mayor densidad, que se considera con valor de 1 (es la base para la densidad). Si su temperatura baja a partir de 4º C su densidad se eleva, pues la solubilidad decrece inversamente con la densidad; ésta es la razón por la que el hielo flota, pues ocupa más volumen.

• Es el disolvente universal por excelencia; todos los gases, así como numerosos sólidos y líquidos se disuelven en ella.

• En estado químicamente puro, es mala conductora del calor y la electricidad.

• Su densidad y fluidez permiten que su energía potencial, al ser almacenada en presas, se aproveche en las caídas de agua para producir energía eléctrica.

Principales propiedades químicas del agua

1)Reacciona con los óxidos ácidos

2)Reacciona con los óxidos básicos

3)Reacciona con los metales

4)Reacciona con los no metales

5)Se une en las sales formando hidratos

Muchas de estas reacciones que exponemos a continuación ya son existentes en la naturaleza:

1)Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos.

2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.

3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.

4)El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, dando los siguientes compuestos:

Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua):

5)El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos, como son:

En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.

Por otra parte, hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuesce, tal es el caso del cloruro cálcico.

• Es un compuesto muy estable; sin embargo, se ha observado que el hidrógeno y oxígeno se descomponen por encima de 1 600º C.

• Su molécula está formada por hidrógeno y oxígeno en proporción de 1:8 en masa y de 2:1 en volumen.

• Su fórmula química es H2O; es decir, el oxígeno está unido a cada hidrógeno por medio de un enlace covalente sencillo (existe un par de electrones que los unen).

• Su masa molecular es 18.016.

• El agua se descompone con un voltámetro por medio de la corriente eléctrica, empleando un electrólito (disolución que conduce la electricidad y contiene iones positivos y negativos). En el cátodo (electrodo negativo) se desprende hidrógeno y en el ánodo (electrodo positivo) el oxígeno.

• En la síntesis volumétrica del agua (preparación de compuestos químicos a partir de sustancias más sencillas) se observa que el hidrógeno y el oxígeno se combinan siempre en proporción de 2:1.

• Reacciona con algunos metales como el sodio, el potasio (produciendo una reacción violenta) y el calcio dando el hidróxido del metal correspondiente e hidrógeno que se desprende en forma de gas.

• Se combina con los anhídridos formando ácidos (oxiácidos).

• Reacciona con los metales produciendo óxidos (corrosión)

PROPIEDADES FISICO- QUÍMICAS DEL AGUA

El agua presenta las siguientes propiedades físico-químicas:

a)Acción disolvente.

El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua.

La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones importantes para los seres vivos: es el medio en que transcurren las mayorías

de las reacciones del metabolismo, y el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de sistemas de transporte acuosos.

b)Fuerza de cohesión entre sus moléculas.

Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en

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