MOLÉCULA
DE AGUA
El
agua tiene una estructura molecular simple. Está compuesta por un
átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. Cada átomo de hidrógeno
se encuentra unido por un enlace covalente al oxígeno por medio de
un par de electrones de enlace (o de valencia).
El
oxígeno tiene además dos pares de electrones no enlazantes. De esta
manera existen cuatro pares de electrones rodeando al átomo de
oxígeno: dos pares formando parte de los enlaces covalentes con los
átomos de hidrógeno y dos pares no compartidos en el lado opuesto.
El oxígeno es un átomo electronegativo, a diferencia del hidrógeno
que es electro positivo.
El
agua es una molécula "polar"; es decir, existe en ella
una distribución irregular de la densidad electrónica. Por esta
razón, el agua posee una carga parcial negativa cerca del átomo de
oxígeno y una carga parcial positiva cerca de los átomos de
hidrógeno.
Una
atracción electrostática entre la carga parcial positiva cercana a
los átomos de hidrógeno y la carga parcial negativa cercana al
oxígeno da lugar a un enlace por puente de hidrógeno.
PUENTE DE HIDRÓGENO
Entre
las moléculas polares de agua se establecen fuerzas de atracción,
que determinan la formación de una red tridimensional Estas
interacciones reciben el nombre de puente de hidrógeno, pues en cada
molécula los átomos de hidrógeno están atraídos por un átomo
muy electronegativo, como el oxígeno de otra molécula de agua.
Muchas
otras propiedades únicas del agua son debidas a los puentes de
hidrógeno. Por
ejemplo, el hielo flota porque los puentes de hidrógeno mantienen a
las moléculas de agua más separadas en el agua sólida que en el
agua líquida, donde hay un enlace de hidrógeno menos por cada
molécula.
Las
propiedades físicas únicas, incluyendo un alto calor de
vaporización, una fuerte tensión superficial, un calor específico
alto y el hecho de ser casi el disolvente universal, también son
debidas a la polaridad del agua y a su capacidad de formar enlaces
por puentes de hidrógeno. El efecto hidrofóbico, o la exclusión de
compuestos que contienen carbono e hidrógeno (sustancias no polares)
es otra de las propiedades únicas del agua causadas por los enlaces
de hidrógeno. El efecto hidrofóbico es particularmente importante
en la formación de membranas celulares. La mejor descripción que
puede darse de este efecto es que el agua "arrincona" a las
moléculas no polares, manteniéndolas juntas.
Densidad
Todos sabemos que el hielo flota en el agua líquida. Esto significa que el agua en estado sólido tiene menor densidad que en estado líquido. Este fenómeno se explica si se considera la distribución hexagonal que adoptan las moléculas de agua atraídas por los puentes de hidrógeno en el hielo. El volumen ocupado por el conjunto de las moléculas de así distribuidas aumenta y como consecuencia la densidad disminuye.
Tensión
Superficial
La
tensión superficial es provocada por la atracción que ejercen las
moléculas del interior del líquido sobre aquellas que se ubican en
la superficie, que a su vez también estan atraídas entre sí.
El
agua tiene elevada tensión superficial en comparación con otros
líquidos, ofrece así resistencia a la penetración de pequeños
cuerpos e incluso permite que algunos insectos se paren sobre ella.
Las
atracciones que ejercen las moléculas del interior del agua sobre
aquellas ubicadas en la superficie determinan la formación de una
esfera, cuando se encuentra en pequeñas cantidades. Esta esfera se
deforma por la fuerza de atracción gravitatoria cuando ésta cae.
Conductividad
Eléctrica
La
conductividad de una sustancia se define como: “la habilidad o
poder de conducir o transmitir calor, electricidad o sonido”
La
corriente eléctrica resulta del movimiento de partículas cargadas
eléctricamente y como respuesta a las fuerzas que actúan en estas
partículas debido a un campo eléctrico aplicado. Dentro de la
mayoría de los sólidos existen un flujo de electrones que provoca
una corriente, y a este flujo de electrones se le denomina conducción
electrónica. En todos los conductores, semiconductores y en la
mayoría de los materiales aislados se genera conducción
electrónica; la conductividad eléctrica depende en gran medida del
numero de electrones disponibles para participar en el proceso de
conducción. La mayoría de los metales son buenos conductores de
electricidad, debido al gran numero de electrones libres que pueden
ser excitados en un estado de energía vacío y disponible.
En el agua y materiales iónicos o fluidos puede generarse el movimiento de una red de iones cargados. Este proceso produce corriente eléctrica y se denomina conducción iónica.
En el agua y materiales iónicos o fluidos puede generarse el movimiento de una red de iones cargados. Este proceso produce corriente eléctrica y se denomina conducción iónica.
Puedes acceder a la siguiente simulación para trabajar con Soluciones: https://phet.colorado.edu/es/simulation/legacy/soluble-salts
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