QUIMICA DEL AGUA

13 05 2007

Polaridad de la molécula de agua
  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 de la izquierda. 
El puente de hidrógeno
  Dado que el átomo de oxígeno es pequeño y bastante electronegativo, la concentración de electrones en su entorno es elevada, por lo que las cargas negativa  sobre oxígeno y positiva entre los átomos de hidrógeno son considerables. Se deduce que las atracciones dipolo-dipolo entre moléculas de agua son importantes, en realidad muy fuertes, porque las moléculas polares de agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más que moléculas mayores y pueden atraerse fuertemente por su gran polaridad. Esta atracción dipolo-dipolo que es inusualmente fuerte y en la que participa el átomo de hidrógeno se denomina puente de hidrógeno.    
   Esta asociación intermolecular que se da en el agua líquida y en el hielo, se suele representar por una línea de puntos. En el hielo, la longitud del enlace de hidrógeno es de 1,77 Å que se compara con la longitud del enlace covalente H-O de 0,99 Å.   Esta estructura muestra que cada átomo de oxígeno de las moléculas de agua que forman una masa de hielo está unido por dos enlaces covalentes a sendos átomos de hidrógeno y por puente de hidrógeno a moléculas vecinas.  La energía de los puentes de hidrógeno es aproximadamente un 1% del enlace covalente.  Esta gran diferencia de energía hace la distinción entre el enlace covalente,  que es un enlace químico y por lo tanto muy fuerte, y el mal llamado enlace de hidrógeno, que sólo es una asociación física, porque es una atracción dipolo-dipolo. 
 

   Se explicó que en la molécula de agua los pares electrónicos enlazantes y no enlazantes están orientados hacia los vértices de un tetraedro irregular, por lo que al considerar una masa de hielo,  sus moléculas forman una inmensa red tridimensional altamente ordenada que evita que las moléculas se acerquen mucho entre sí.  El puente de hidrógeno que se establece, hace que las moléculas de agua adopten una estructura que deja huecos hexagonales que forman una especie de canales a través de la red tridimensional. 
 
 
 
¿Por qué se derrite el hielo?
   Cuando la energía externa o medio ambiental es superior a la que se encuentra en la masa de hielo, existe mayor vibración entre las moléculas de agua, y, como consecuencia, se rompe dicha red tridimensional para dar paso al agua líquida que se caracteriza por su falta de forma.

    

molecula-agua.jpg   esth2o.jpg    tabla-periodica.gif

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