El agua es única

QUÍMICA

III
ABRIL DE 2010 REVISANDO CONCEPTOS...

El Agua es Única
Contenido:
El Agua. Geometría de la molécula Una representación molecular 1

EL AGUA
Es sin dudas una de las sustancias más comunes en la Tierra. Pero sus propiedades no lo son… Dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno son mucho más que eso: lo simple de su composición no condice con lo complejo de sus características.La distribución electrónica y el arreglo tridimensional de los tres átomos en su molécula determinan sus propiedades que la hacen cumplir un papel fundamental en muchos aspectos de nuestro mundo. Tomemos algunas sustancias cuyos masas moleculares son similares a las del agua (ver tabla). Comparando sus propiedades físicas, podemos observar que se comporta definitivamente de manera “diferente” aellas. En la Tierra la tenemos en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso (vapor). En todos los casos, en grandes cantidades. Como sólido es menos densa que como líquido (cuando en todos los demás casos ocurre lo contrario).

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Fuerzas intermolecula- 2 res El puente hidrógeno 3

Revisión de las propie- 4 dades físicas del agua Tratamiento del agua 5

¿Qué factores explican laspropiedades tan particulares que presenta el agua?. En este boletín vamos a tratar de reconocer las propiedades que la hacen ÚNICA.

El gran disolvente

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Sustancia

Fórmula

Masa molecular

Figura 1
Metano Amoníaco Agua Nitrógeno Oxígeno CH4 NH3 H2O N2 O2 16 17 18 28 32

Estado a tempe- Punto de fusión Punto de ebulliratura ambiente (ºC) ción (ºC)

gas gas líquido gas gas

-183 -78 0-210 -218

-161 -33 100 -196 -183

Geometría de la molécula de agua
La distribución de electrones alrededor del oxígeno central de la molécula de agua se relaciona con su geometría tridimensional. Existe una gran diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno unidos por enlace covalente, por lo cual, el par de electrones se comparten desigualmente. Debido a la estructura“doblada” de la molécula, los polos con carga positiva y negativa de los dos enlaces no se cancelan, y la molécula como un todo, es polar. (Figura 1)

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El Agua es Única

Fuerzas intermoleculares en el agua
En las moléculas que tienen dipolos, como el agua, existen fuerzas de atracción entre sus partículas. Imaginemos una serie de imanes unidos por sus extremos, de modo que colocadosconvenientemente, tirando de uno de ellos, los demás pueden “seguirlo” como formando un tren. Este modelo, aunque sencillo, permite mostrar lo que sucede con las moléculas de agua. No sólo se producen interacciones entre dos moléculas, sino que esa interacción puede “extenderse” hasta involucrar a todas las demás moléculas, cuando estas adquieren una organización determinada. Eso precisamente es loque sucede con las moléculas de agua: el oxígeno de una molécula es atraído hacia los átomos de hidrógeno de otras moléculas de agua. Y aunque no se verifica un enlace tan fuerte como el covalente, la unión existe y es apreciable. Se denomina ENLACE O PUENTE HIDRÓGENO y siempre se observa entre un átomo de hidrógeno y otro átomo muy electronegativo (oxígeno, flúor, nitrógeno). Esto, debido a laalta electronegatividad de los elementos involucrados y a la presencia de electrones que no participan en los enlaces. (EXPERIENCIA 1)

REPASANDO LAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
EL AGUA: CAMPEÓN DE LOS
PREMISA PRINCIPAL: existe
una relación directa entre las estructuras macroscópicas y las microscópicas de las sustancias.

PUNTO DE FUSIÓN
Por debajo de los 4ºC las moléculas de agua comienzana acercarse al estado sólido, que es MUY organizado. Las moléculas empiezan a formar el ordenamiento abierto que se mostrará en la clase, para alcanzar la estructura más estable para las moléculas en “casi estado sólido”. El volumen aumenta cuando se produce el ordenamiento de estado sólido, por el arreglo de las moléculas (como los copos de nieve). cie de un líquido o distribuirlo. Cuanto...