Estructura molecular: H₂O, un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno unidos por enlaces covalentes.
Polaridad: La molécula de agua es un dipolo debido a la diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno (concepto de enlace covalente polar).
Ángulo de enlace: El ángulo entre los átomos de hidrógeno es de 104.5°.
Fuerzas Intermoleculares
Interacciones intramoleculares: Enlaces que se dan entre átomos dentro de una molécula (ej: enlaces covalentes, iónicos).
Interacciones intermoleculares: Interacciones que se dan entre moléculas, también llamadas interacciones no covalentes o débiles.
Puentes de hidrógeno:
Son interacciones débiles que se forman y se rompen constantemente entre distintas moléculas de agua.
Puentes de Hidrógeno: Cohesión y Adhesión
Cohesión: Fuerzas de atracción entre moléculas del mismo tipo, como los puentes de hidrógeno entre moléculas de agua.
Adhesión: Atracción entre moléculas de distinto tipo. El agua tiene fuerzas adhesivas con moléculas polares o cargadas.
Red dinámica: Los puentes de hidrógeno en el agua constituyen una red dinámica con agrupaciones fluctuantes.
En promedio, cada molécula de agua forma 3.4 puentes de hidrógeno.
Propiedades del Agua
Alta densidad.
Alto punto de ebullición (lo que permite que sea líquida a temperatura ambiente).
Elevada constante dieléctrica (apantalla interacciones electrostáticas entre iones).
Alta tensión superficial.
Cambios de estado.
Estructura y Propiedades del Hielo
Red rígida y abierta con el máximo número de puentes de hidrógeno (4 por molécula de agua).
Menor densidad que el agua líquida.
Cambios de Estado del Agua
Los cambios de estado implican cambios en la agregación de las moléculas:
Solidificación: Paso de líquido a sólido.
Fusión: Paso de sólido a líquido.
Vaporización: Paso de líquido a gas.
Condensación: Paso de gas a líquido.
Sublimación: Paso de sólido a gas.
Deposición: Paso de gas a sólido.
El Agua como Disolvente
Esta propiedad se deriva de las posibilidades de establecer interacciones débiles con otras moléculas.
La solubilidad de las moléculas en agua depende de su polaridad:
Moléculas polares: Solubles en agua (hidrofílicas) y forman puentes de hidrógeno con las moléculas de agua.
Moléculas apolares: No solubles en agua (hidrofóbicas) y no pueden formar puentes de hidrógeno con las moléculas de agua.
Moléculas anfipáticas: Poseen grupos polares y apolares, pueden interaccionar con moléculas polares y apolares.
El Agua como Disolvente: Compuestos Iónicos
El agua actúa como disolvente de compuestos iónicos mediante interacciones ion-dipolo.
Los iones se hidratan, formando una mezcla homogénea o disolución.
Efecto Hidrofóbico
Es un tipo de interacción débil que se da entre moléculas apolares en medio acuoso.
Las moléculas apolares se asocian para minimizar la superficie de contacto con el agua.