El documento describe las propiedades únicas de la molécula de agua debido a su estructura polar. La molécula de agua contiene un átomo de oxígeno enlazado con dos átomos de hidrógeno, lo que le da una distribución asimétrica de carga. Esto permite la formación de puentes de hidrógeno entre moléculas de agua, dando como resultado propiedades como un alto punto de ebullición, solubilidad de electrolitos, y la capacidad de sustentar la vida.

1. Universidad Nororiental Privada
Gran Mariscal de Ayacucho
Prof. Cecilia Marcano
Química Ambiental

2. La molécula de agua
La molécula de agua tiene particularidades únicas que le confieren
propiedades especiales para ser la base de la vida en La Tierra.
Todo empieza con sus átomos constituyentes…
La molécula de agua está
formada por un átomo de
oxígeno y dos átomos de
hidrógeno
Ellos forman una molécula
asimétrica, ¿por qué?
Observemos un diagrama molecular con todos sus electrones…

3. La molécula de agua
El hidrógeno y el oxígeno forman enlaces covalentes, los
cuales comparten electrones (en el diagrama rojos)
Los electrones que no
forman parte de enlaces
se llaman electrones
desapareados (en el
diagrama azules)
La molécula de agua tiene dos pares de electrones desapareados,
que le confieren una alta densidad electrónica en uno de sus lados.
Eso tiene consecuencias, la formación de una molécula polar…

4. La molécula polar
La alta densidad electrónica de los electrones desapareados crean una
región en la molécula cargada parcialmente negativa.
La alta electronegatividad del oxígeno atrae con fuerza los electrones de
los hidrógenos, dejando a sus núcleos prácticamente desprotegidos, y
creando una región parcialmente positiva.
Esto convierte la
molécula en un dipolo,
que permite la
formación de los
puentes de hidrógeno

5. Los puentes de hidrógeno
La región parcialmente negativa de la molécula de agua atrae una la región
parcialmente positiva de otra molécula de agua, formando una atracción
intermolecular llamada puente de hidrógeno.
Los puentes de
hidrógeno tienen varias
consecuencias en las
propiedades físicas y
químicas del agua…

6. Consecuencias de los
puentes de hidrógeno
La atracción electrostática de los puentes de hidrógeno hace que las
moléculas de agua tengan mucha cohesión entre sí, lo que hace que se
favorezca la existencia del estado líquido, en las condiciones del planeta
Tierra.
Otras consecuencias de la mayor atracción de las moléculas son:
Alto punto de ebullición y fusión
Patrón de densidad anómalo
Alta tensión superficial y capilaridad
Alta solubilidad de electrolitos
Ionización
Patrones anómalos de viscosidad

7. Propiedades caloríficas
Alta energía de Vaporización No volátil
El vapor de agua tiene alto contenido energético
Alta energía de Fusión
El hielo es duradero en
clima templado

8. Patrón de densidad anómalo
Los puentes de hidrógeno ocasionan un rearreglo cristalino que hace que
los cristales de agua (hielo) ocupen más volumen que el agua líquida, por lo
que el hielo flota sobre al agua líquida.
Esto es importante para el desarrollo de la vida, porque permite que en
condiciones frías se congele la superficie del agua y en el interior y el fondo de
lagos, ríos y mares permanezcan vivos los organismos que en agua líquida.

9. Tensión superficial

10. Capilaridad
La capilaridad es la propiedad que los líquidos asciendan a través de un
tubo capilar venciendo la gravedad. Depende de la cohesión de las
moléculas y es importante para la nutrición de las plantas.

11. Disolución de moléculas polares
La polaridad de las moléculas permite que otras moléculas polares se
disuelvan en agua y ocasiona que las sustancias electrolíticas, como
las sales, se disocien y produzcan conductividad eléctrica.
Las sales y otros nutrientes son la base de la nutrición de los
microorganismos y la clave del origen de la vida en el mar.

12. Viscosidad
La viscosidad es la capacidad de fluidez que tiene un líquido.
Al aumentar la temperatura del agua, la viscosidad disminuye.
Los gases y sales disueltos pueden difundirse más fácilmente en el agua
tibia, lo que favorece la oxigenación de masas de agua y la nutrición de
los organismos acuáticos.

13. Ósmosis
Si dos soluciones acuosas están separadas por una membrana, el agua
pasa de la más diluida a la más concentrada. Esto es importante para
varios procesos de nutrición de las células a través de su ambiente y
para el tratamiento de agua.

14. El agua es un elemento crítico para la proliferación de la vida, permite a los
compuestos orgánicos diversas reacciones, incluso la replicación del ADN.
Todas las formas de vida conocidas dependen del agua. Sus propiedades la
convierten en un activo agente, permite el crecimiento de moléculas mayores,
como las proteínas y procesos como la absorción de gas y asimilación de
minerales.
Es un compuesto esencial para la fotosíntesis y la respiración.
Es el eje de las funciones enzimáticas y la neutralidad respecto a ácidos y
bases.
Las diversas funciones que un organismo puede realizar —según su
complejidad celular— determinan que la cantidad de agua varíe de un
organismo a otro. Una célula de Escherichia coli contiene alrededor de un 70%
de agua, un cuerpo humano entre un 60 y 70%, una planta puede reunir hasta
un 90% de agua, y el porcentaje de agua de una medusa adulta oscila entre un
94 y un 98%.