La molécula del agua consiste en un átomo de oxígeno enlazado covalentemente a dos átomos de hidrógeno. Debido a que el oxígeno es más electronegativo, la molécula de agua es polar con una carga parcial negativa en el oxígeno y cargas parciales positivas en los hidrógenos. Esta polaridad permite que el agua rodee iones y moléculas polares a través de puentes de hidrógeno, lo que explica por qué se considera el agua como el "solvente

1. Estructura química del agua

2. Estructura química del agua
 La molécula del agua tiene un átomo de oxígeno y dos átomos de
hidrógeno.
 El hidrógeno tiende a ionizarse al perder su único electrón y formar iones
H+, que son protones ya que el hidrógeno no tiene neutrones.
 El hidrógeno se une covalentemente al oxígeno al compartir su único
electrón con éste (ya que al oxígeno requiere 2 electrones extra para formar
el octeto).

3. Enlaces químicos en la molécula
de H2O
http://www.chem1.com/acad/webtext/
states/water.html
• Solo 2 de los 6 electrones del oxígeno presentes
en la capa de energía externa participan en
enlaces covalentes con los hidrógenos.

4. El agua como molécula polar
 El átomo de oxígeno tiene una carga parcial negativa (δ-) debido a que es
más electronegativo y atrae con mas fuerza los electrones de los átomos de
hidrógeno hacia sí.
 Por consiguiente los átomos de hidrógeno tienen una carga parcial positiva
(δ+), es por ésto que el agua es una molécula polar.
δ+
δ-
EL AGUA ES UNA MOLÉCULA POLAR
http://16kze.qataracademy.wikispaces.net/Science+7 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books
/NBK21595/

5. Arreglo tridimensional de los
átomos de la molécula de agua
http://www.blurtit.com/q840931.html http://www.bbc.co.uk/scotland/learning/bitesize/standard
 El arreglo geométrico de las moléculas es importante para determinar si es polar o
no.
 En CO2 la forma es lineal los enlaces están a 180° por lo que la polaridad se cancela.
 En el agua, los enlaces tienen una angulatura de alrededor de 105° por lo que la
polaridad no se cancela y la molécula es polar.

6. Ángulo H-O-H
http://www.chem1.com/acad/webtext/ http://www.blurtit.com/q840931.html
states/water.html
 Los electrones que no participan en enlaces químicos se mantienen
cerca del oxígeno y ejercen una repulsión con los electrones que
participan en los enlaces covalentes empujando los 2 átomos de
hidrógeno hacia adentro lo que da lugar al ángulo H-O-H de 104.5°.

7. Agua: “El Solvente
Universal”
http://chsalumninews.blogspot.com/2006_10_08_archive.html

8. Introducción
 El agua es conocida como “el solvente universal”, sin
embargo sólo solutos polares son hidrofílicos, es decir
se pueden disolver en el agua (del griego hydor, agua y
philos, amante).
 Los solutos no polares son hidrofóbicos, es decir, no se
mezclan en el agua (ej, agua y aceite) (del griego fobos,
temer).
 Sin embargo, es considerada como el solvente universal
debido a que una gran cantidad de sustancias se
disuelven en agua.

9. La constante dieléctrica del agua explica
parcialmente porqué el agua es “El Solvente
Universal”
 Las sales, ejemplo el NaCl (cloruro de sodio) se mantienen unidas
por fuerzas iónicas.
 Los iones en una molécula, compuesto o solución interactúan de
acuerdo a la Ley de Columbus:
kq1 q2
F=
Dr 2
F es la fuerza entre las dos cargas eléctricas (q1 y q2), que están
separadas por una distancia r.
D es la constante dieléctrica del medio entre las cargas (si D es grande la
fuerza entre las cargas decrece). D es una medida de las propiedades de
un solvente para mantener cargas opuestas separadas.
 k es una constante de proporcionalidad (8.99 x 109 J·m·C-2).

10. La alta constante dieléctrica del agua es una de las
razones de porqué el agua es considerada como “El
Solvente Universal”
Solvente Constante Momento
kq1 q2
dieléctrica dipolar F=
(D) (debye) Dr 2
Formamida 110.0 3.37
Si D es alta en agua
Agua 78.5 1.85
por lo cual, F (fuerza
Dimetil sulfóxido 48.9 3.96
Metanol 32.6 1.66 con la que se
Etanol 24.3 1.68 mantienen 2 cargas
Acetona 20.7 2.72 opuestas juntas), se
Amoniaco 16.9 1.47 reducirá y el soluto se
Coloroformo 4.8 1.15 disuelve fácilmente en
Eter dietílico 4.3 1.15 agua.
Benceno 2.3 0.00
CCL4 2.2 0.00
Hexano 1.9 0.00

11. ¿Porqué las sales se disuelven
en el agua?
 La constante dieléctrica del agua (D) es la más alta de un líquido
puro, esto debilita las fuerzas entre los iones de la sal en agua
(ejemplo NaCl en agua); lo que permite que sus cargas
permanezcan separadas.
 La D de solventes no polares como los hidrocarburos como hexano
o benceno, es relativamente pequeña, esto hace que la fuerza entre
dos iones separados a una distancia determinada, sea mucho
mayor.
 Consecuentemente, en solventes no polares (con D baja), los iones
de cargas opuestas, se atraen tan fuertemente que forman una sal,

12. Otra razón de porqué el agua es considerada
como “el solvente universal” es porque es una
molécula polar
 Debido a que el oxígeno es mas electronegativo que el hidrógeno,
los electrones de los hidrógenos son atraídos hacia el oxígeno con
mas fuerza.
 De ésta manera los electrones se comparten en forma desigual
entre el oxígeno y el hidrógeno pasando éstos mas tiempo en los
orbitales del oxígeno.
 Por lo tanto la molécula del agua es polar, con carga parcialmente
negativa (δ-) en el polo del oxígeno y carga parcialmente positiva
(δ+) en el polo de los hidrógenos.
http://bioweb.wku.edu/courses/biol115/Wyatt/Bonds.ht http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21595/
m

13. La polaridad del agua permite rodear
iones positivos y iones negativos
NaCl en el agua:
http://bitesizebio.com/articles/the-basics-how- http://www.wavesignal.com/Principles/7.Solutions/Soln.
ethanol-precipitation-of-dna-and-rna-works/ html
Esta solvatación (hidratación) de moléculas de agua atenúa las fuerzas entre
los iones del NaCl

14. La solubilidad de las moléculas polares en
agua, depende de los grupos funcionales que
contengan para formar puentes de hidrógeno
 Hidroxilos (-OH), ceto (-C=O), carboxilo (-COOH) o
amino (-NH2).
 Dentro de las biomoléculas solubles en agua se
encuentran alguna proteínas, ácidos nucleicos y
carbohidratos.

15. Formación de puentes de
hidrógeno
 Los hidrógenos unidos covalentemente al oxígeno se
unen a un oxígeno de otra molécula y viceversa
formando enlaces débiles: puentes de hidrógeno.
http://thestephenation.blogspot.com/2009/09/hydrogen-bonding.html

16. Puentes hidrógeno
http://www.personal.psu.edu/staff/m/b/mbt102/bisci4online/
chemistry/chemistry3.htm
 Un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo (átomo donante:D),
puede formar otra asociación débil (puente de hidrógeno) con un átomo aceptor: A.
 El átomo D debe de ser electronegativo de tal manera que la unión Dδ--H δ+ es polar
(Como el agua). El átomo aceptor debe de ser también electronegativo y su nivel de
energía externo contener al menos un par de electrones que atraen la carga parcial
positiva del átomo de hidrógeno
 En sistemas biológicos tanto los átomos donantes como aceptores pueden ser
nitrógeno u oxígeno, especialmente los átomos de grupos amino (NH2) e hidroxilo
(OH), ya que las uniones NH y OH son polares.

17. Importancia de puentes de
hidrógeno
 Estos enlaces débiles forman un papel importante en estabilizar la
forma de muchas macromoléculas en los seres vivos.
 Debido a que éstos enlaces son débiles se pueden fácilmente
romper y volverse a formar durante las reacciones fisiológicas.
 Este hacer y deshacer de tales puentes de hidrógeno forman la
esencia de la química de la vida.
Puentes de hidrógeno
estabilizan la estructura
secundaria de
proteínas.
http://lib.bioinfo.pl/courses/view/501

18. En resumen, el agua se conoce como “El
Solvente Universal porque:
 El agua al tener una constante dieléctrica alta es
capaz de separar moléculas con carga. La ionización
tiene lugar rápidamente porque las fuerzas de
Columbus entre cargas opuestas son debilitadas y
se rompen fácilmente, ejemplo el NaCl disuelto en
agua.
 Por su naturaleza polar rodea iones positivos y iones
negativos y da capacidad a la molécula de formar
puentes de hidrógeno con un gran número de
moléculas.

19. Bibliografía
1. Alberts, Bruce, et al. Introducción a la
Biología Celular. Ed. Médica
Panamericana. 3ª Edición. 2011
2. Lodish, Harvey, et al. Biología Celular y
Molecular. Ed. Médica Panamericana.
5ª Edición. 2005

20. Ligas
• http://osmosiawater.com/water_chemistry.htm
• http://www.chem1.com/acad/sci/aboutwater.ht