El agua

Los procesos químicos y físicos de la vida requieren que las moléculas puedan desplazarse, encontrarse e intercambiar parejas continuamente en los procesos del metabolismo y de la síntesis. Un entorno fluido permite una movilidad molecular.

1. Estructura
El átomo de oxígeno comparte un par de electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno, por superposición de orbitales 1s de los átomosde hidrógeno con orbitales híbridos sp3 del átomo de oxígeno.
El ángulo H-O-H es de 104,5ºC y la distancia interatómica media O-H que es 0,0965nm. Esta disposición de electrones en la molécula del agua le comunica asimetría eléctrica. El átomo de oxígeno, más electronegativo que tiende a atraer los electrones no compartidos del átomo de hidrógeno, y dejan desnudos los átomos de hidrógeno. Elresultado es que cada uno de los dos átomos de hidrógeno posee una carga local, parcial positiva. El átomo de oxígeno, a su vez posee una carga parcial negativa, situada en la zona de los orbitales no compartidos. Así, aunque la molécula de agua no posee carga neta, es un dipolo eléctrico.

Cuando dos moléculas de agua se aproximan mucho, se establece una atracción electrostática entre la cargaparcial negativa, situada sobre el átomo de oxígeno de la molécula de agua y la cara parcial positiva, situada sobre un átomo de hidrógeno de una molécula de agua adyacente, esto, va acompañado de una redistribución de las cargas electrónicas en ambas moléculas, esto es a lo que llamamos enlaces de hidrógeno.


Debido a la orientación casi tetraédrica de los electrones alrededor de los átomosde oxígeno, cada molécula de agua es potencialmente capaz de unirse mediante enlaces de hidrógeno con cuatro moléculas de agua vecinas

2. Propiedades del agua

Propiedades importantes del agua líquida en comparación con líquidos no polares sin enlace de hidrógeno
Propiedades Agua n-Pentano
Peso molecular (g/mol) 18,02 72,15
Densidad 0,997 0,626
Punto de ebullición (ºC) 100 31,1
Constantedieléctrica 78,54 1,84
Viscosidad (g/cm s) 0,00890 0,00228
Tensión superficial 71,97 17

 El agua posee un punto de ebullición, fusión, calor de vaporización y fusión y una tensión superficial, más elevados que otros hidrocarburos, esto indica, que en el agua, las fuerzas de atracción entre las moléculas, son relativamente más elevadas.

 Cuando el agua se congela, los enlaces dehidrógeno entre las moléculas del agua pasan a ser más regulares y mejor definidos, creando una red molecular, tetraédrica rígida en la que cada molécula está enlazada a otras cuatro mediante enlace de H.

(a) y (b) Estructura del hielo. Es una red molecular formada por una repetición indefinida de un patrón tetraédrico de enlaces de hidrógeno, cada molécula actúa a la vez como donador y aceptor deotras dos moléculas. La estructura es relativamente abierta, dada la longitud de los enlaces de hidrógeno, y ello explica la baja densidad del hielo.
(c) Estructura del agua líquida. Cuando el hielo se funde la red tetraédrica regular se rompe, pero se conserva parte de la misma, sobre todo a bajas temperaturas. Esta continuamente formándose enlaces y reagrupándose.


 Otra propiedad pococorriente del agua, es que el agua en estado líquido es más densa que en estado sólido, ya que cuando la red se rompe, las moléculas pueden acercarse más.
 En comparación con la mayoría de los líquidos orgánicos, el agua tiene una elevada viscosidad, que es la consecuencia de la estructura trabada de enlaces de hidrógeno
 La elevada constante dieléctrica del agua, es consecuencia de sucarácter bipolar.

3.-El agua como disolvente
Los procesos de la vida requieren que una gran variedad de iones y moléculas se muevan en proximidad, es decir, que sean solubles en un medio común. El agua funciona con disolvente universal en los medios intracelulares y extracelulares gracias a su capacidad como disolvente, esto es debido a su tendencia de formar enlaces de hidrógeno y su carácter...