Molécula de agua

Uno de los términos más importantes en el campo de la química es la molécula, la cual puede ser encontrada en todas las diferentes propiedades químicas y físicas que se encuentran en una sustancia, la cual a su vez está formada por átomos. Una de las moléculas más importantes es la molécula de agua, una de las más conocidas también a pesar de ser aparentemente pequeña y sencilla.

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Molécula

¿Qué es una molécula de agua?

La molécula de agua es un tipo de compuesto formado por dos átomos de hidrógeno y por un átomo de oxígeno los cuales se pueden unir por medio de un enlace de tipo covalente para de esta manera poder compartir sus electrones.

Características de la molécula de agua

Entre las principales características que pueden ser observadas y encontradas en la molécula de agua se encuentran las siguientes:

• La molécula de agua se caracteriza por no tener color pues es transparente.
• Es insípida por lo que tampoco tiene sabor.
• No tiene olor y por esta razón es inodora.
• Su peso depende en gran manera de las moléculas que la componen.
• Está compuesta por el oxígeno y por el hidrógeno.
• Cuando el agua se encuentra en el estado sólido, las moléculas se encuentran muy unidas pero cuando está en estado líquido, las moléculas de agua se encuentran más separadas.

Estructura

La estructura molecular que tiene la molécula de agua es bastante simple y se encuentra compuesta por dos átomos de hidrógeno y por un átomo de oxígeno. Los átomos de hidrógeno se unen al oxígeno por medio de enlaces covalentes utilizando un par de electrones de enlace. En la estructura, el oxígeno cuenta con dos pares de electrones los cuales no cumplen una función de enlace.

El átomo de oxígeno entonces se encuentra rodeado de cuatro pares de electrones, dos pares forman parte de los enlaces covalentes unidos a los átomos de hidrógeno y dos pares más que no son compartidos. Además, la molécula de agua es polar, en otras palabras, en ella es posible encontrar una distribución muy irregular en la densidad de sus electrones.

Elementos

Los elementos que componen la molécula de agua son dos: los átomos de hidrógeno que tienen una carga eléctrica positiva y el átomo de oxígeno el cual tiene una carga positiva.

Cómo se forma

Una molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Pero no se puede simplemente tomar dos átomos de hidrógeno y pegarlos a un átomo de oxígeno, si no que para ello, es necesaria una reacción real un poco más complicada: 2H2 + O2 = 2H2O + Energía. Para producir dos moléculas de agua (H2O), es necesario combinar dos moléculas de hidrógeno diatómico (H2) con una molécula de oxígeno diatómico (O2) y en el proceso se libera energía.

Propiedades físicas de la molécula de agua

Sus principales propiedades físicas se mencionan a continuación:

• La molécula de agua tiene una densidad es de 1g/cm3.
• El margen que existe entre las temperaturas cuando la molécula de agua se encuentra en su estado de líquido implican un punto de ebullición de 100° C mientras que su punto de congelación se ubica en los 0° C.
• Tiene una alta constante dieléctrica lo que hace posible que la mayor parte de las sales inorgánicas que la componen puedan disasociarse, haciendo posible entonces que se convierta en un buen conductor de electricidad.
• Tiene una tensión superficial bastante alta lo que le da una consistencia elástica y pegajosa.
• Posee un nivel de calor específico muy elevado.

Propiedades químicas

En cuanto a las propiedades químicas del agua, las principales son:

• Posee una carga positiva en uno de sus extremos mientras que en el otro tiene una carga negativa.
• Tiene un pH neutro de 7, por esta razón, la molécula de agua no es básica ni tampoco es considerada como ácida.
• Puede reaccionar con mucha facilidad cuando está en presencia de ácidos, óxidos básicos y metales.
• Forma hidratos en el momento en el que se une con las sales y con el agua.
• Posee capilaridad la cual es una propiedad química característica de los fluidos.
• Puede adherirse con mucha facilidad a las superficies.
• Sus moléculas tienen un alto poder de cohesión debido a los puentes de hidrógeno que la forman.
• Debido a que tiene un carácter bipolar, el agua es un tipo de disolvente muy importante principalmente con productos como las sales, bases y ácidos.
• Cuando se une a los óxidos ácidos y los anhídridos puede reaccionar para dar forma a los ácidos oxoácidos.
• Tiene la capacidad de generar la hidratación de las sales.

Tamaño

El agua es una molécula increíblemente pequeña si la comparamos con otros tipos de moléculas. Tiene un diámetro aproximado de 2,75 angstroms. Puede medirse también como 0,27 manómetro de ancho.

Qué tipo de molécula es

La molécula de agua es de tipo dipolar. Entre sus dipolos se encuentran fuerzas de atracción las cuales se conocen con el nombre de puentes de hidrógeno. En su molécula, los dos electrones de los hidrógenos se encuentran desplazados hacia el lugar en donde se ubica el átomo de oxígeno, por esta razón, en la molécula se encuentra un polo de tipo negativo en donde está el oxígeno y dos polos de tipo positivos en donde se encuentran los hidrógenos.

Cuántos átomos hay en una molécula de agua

La molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y por un átomo de oxígeno.

Importancia del puente de hidrogeno en la molécula de agua

Los puentes de hidrógeno son un tipo de enlace que se da entre las moléculas los cuales se forman entre el hidrógeno y los átomos que tienen una carga electronegativa como por ejemplo le oxígeno, el flúor y el nitrógeno. Estos enlaces son los responsables de que se pueda dar una buena comunicación entre las moléculas y permite hacer un tipo de conexión entre las mismas.

El enlace de hidrógeno es muy importante en muchos procesos químicos y es el responsable de la capacidad disolvente única del agua. En la molécula de agua, todas sus propiedades físicas, biológicas y químicas se encuentran controladas por medio de estos enlaces de hidrógeno los cuales resultan de la polaridad que tiene la molécula. Estos puentes de hidrogeno tienen especial importancia en las moléculas de agua y para la vida en general del planeta, en ellos, el agua se podría fundir a -100° C mientras que podría alcanzar puntos de ebullición que se encontrarían cerca de los +90° C.

Es por medio de los enlaces de hidrógeno que la fase líquida del agua puede ser más densa que la fase sólida, permite que las moléculas en sí puedan existir y les da la correcta geometría molecular para que de esta manera los átomos del hidrógeno puedan mantenerse unidos al átomo de oxígeno.

Esta fuerza adicional que da este tipo de enlace en el agua es el que mantiene unidas las moléculas y hace que el agua se mantenga líquida a temperatura ambiente, mientras que otras moléculas muy similares que no forman enlaces de hidrógeno son gaseosas. Estos enlaces de hidrógeno también afectan a la estructura sólida del agua: los enlaces se vuelven más rígidos cuando el agua se congela, lo que da al hielo una estructura general más abierta y menos densa.