Este documento describe las propiedades fundamentales de la molécula de agua (H2O). Explica que el agua está compuesta de oxígeno e hidrógeno unidos por enlaces covalentes tetraédricos, y que forma puentes de hidrógeno con otras moléculas de agua que dan lugar a su alta tensión superficial y capacidad calorífica. También analiza las diferencias entre el agua líquida y sólida, y cómo la densidad del agua varía con la temperatura.

1. Mª Candelaria Nagele y Marta Arencibia
IES LAS SALINAS -2º BACH.
TÉCNICAS DE LABORATORIO

2. Líquido constituido por dos sustancias
gaseosas  oxígeno (O) e hidrógeno (H)
Tamaño: distancia
hidrógeno-oxígeno
0'00000001 cm = 1 Ångström
1 Ångström = 10-10 m = 10-8cm
Tetraedro casi regular (e⁻ compartidos
con el H en dos de sus vértices y e ⁻ sin
compartir en los otros dos.)
Ángulo de 104.5º entre átomos de H
Geometría determinada por la forma de
los orbitales electrónicos más externos
del oxígeno

3. Energía de enlace : la energía de
los enlaces O-H en el agua es
458,9 kJ/mol. Esto es porque:
Energías medias de enlace en KJ/mol
H-H 436
C-H 415
N-H 389
O-H 460
Cl-H 431
C-C 347
C=C 611
CC 830
Se necesitan 493,4 kJ/mol para
romper el enlace de hidrógeno en la
molécula (energía enlace de
disociación)
Por otro lado se necesitan
424,4 kJ/mol para romper el
enlace restante

4. Polaridad:
Átomo de oxígeno mayor que el átomo
de hidrógeno  desequilibrio eléctrico :
‘dipolaridad molecular’
H2O es un dipolo,
es decir, tiene dos
polos:
uno positivo (O) y
otro negativo (H) .
A pesar de tener carga positiva y negativa, la molécula de
agua es polar al mismo tiempo que neutra, puesto que
existen cuatro regiones con carga que se neutralizan. Esta
característica del agua es la responsable de varias
propiedades del H2O.

5. La vida media de un puente de
Cada molécula de agua se relaciona con
otras cuatro moléculas por  puentes
hidrógeno = 10-9 segundos, es decir, se
forman y destruyen sucesivos puentes
de hidrógeno en muy poco tiempo
de hidrógeno
La energía de un
enlace de
hidrógeno 
de 5 a 30 kJ/mol
En el agua  23,3 kJ/mol.
Otras moléculas con puentes de hidrógeno intramoleculares
Nitrógeno (NH3) Flúor (HF)
Un átomo de nitrógeno puede actuar como aceptor de un solo puente de hidrógeno,
por ello, el amoníaco (NH3) posee menos energía de enlace que el agua (H2O)

6. El agua pura a la temperatura ambiente es un líquido inodoro,
insípido e incoloro
0º 100º
Sólido Líquido Gaseoso
No presenta puentes
de hidrógeno 
están rotos
Elevado calor específico + gran cantidad de calor que pone
en juego cuando cambia de estado = excelente regulador de
temperatura en la superficie de la Tierra (más aún en
regiones marinas)

7. ① Disolvente universal: reacciona con
Óxidos ácidos
Óxidos básicos
Metales y no metales
Se une en las sales
formando hidratos
② El agua pura es mala conductora de la
electricidad, pero si contiene sales minerales, los
iones de estas sales permiten el paso de la
electricidad.
③ Presencia de puentes de hidrógeno -> responsable de su
elevada capacidad calorífica (75.327 J mol-1 K-1 (25ºC))
④ Tensión superficial = 0,07198 N m-1 (25ºC).
Ejemplo: insecto “zapatero”
⑤ Cohesión  motivo de la
estructura molecular del agua.

8. Al contrario que los
demás materiales
El agua de
0 ºC a 4 ºC se contrae
4 ºC a 0 ºC se dilata
Gráfica de la densidad del agua en
función de la temperatura
El agua: volumen
mín. y densidad
máx. a 4°C
Densidad  decrece de forma
gradual hasta que el agua
alcanza su punto de
congelación.
Hielo posee + volumen que el
agua debido a la forma en que
se unen los grupos de
moléculas en una estructura
cristalina.

9. Ejemplo
Al observar la capa de agua congelada sobre un lago, no vemos que debajo se
mantiene el agua líquida, lo que hace que pueda existir vida (peces o
plantas) debido a que la densidad del hielo es menor que la densidad del
agua líquida. Que esto ocurra se debe a la diferencia estructural entre ambas
situaciones (agua sólida y agua líquida) y en concreto a la menor
coordinación de los átomos superficiales. En este hecho tiene mucha
influencia la elevada tensión superficial que posee el agua.

10. http://www.bionova.org.es/biocast/tema04.htm
http://biologia.laguia2000.com/bioquimica/composicion-quimica-del-agua
http://www.rac.es/ficheros/doc/00464.pdf
http://www.ecured.cu/index.php/Enlace_por_puente_de_hidr%C3%B3geno
http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_de_agua#Polaridad
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/cohe
si%C3%B3n/cohesi%C3%B3n.htm