El Agua

a g u a , una sustancia
tan común como
sorprendente

El

Jorge Peón Peralta

El agua es quizá el único líquido capaz de mantener en solución a
gran variedad de especies químicas, las cuales tienen que conservar
un equilibrio preciso para hacer que se lleven a cabo procesos biológicos de gran complejidad.

E

l agua es una de las sustancias más abundantes en nuestro alrededor. Esteesencial líquido representa una de las moléculas (H2O) que más prevalecen en el Universo entero, ocupando el segundo lugar después de la molécula de hidrógeno (H2). Como es sabido, el agua es también la sustancia más importante para el desarrollo y el sostén de la vida en nuestro planeta; de
hecho, la mayoría de los procesos biológicos se llevan al cabo gracias a ella. Como
dato adicional,podemos recordar que, aproximadamente, 70 por ciento de la superficie terrestre está cubierta por el líquido. A esto se suma el hecho de que la
mayor parte de la energía solar que obtiene la superficie de nuestro planeta se
absorbe gracias a su contenido de agua y su evaporación, y la consecuente formación de nubes es uno de los principales factores que coadyuvan a estabilizar la
temperaturaterrestre.
Desde la perspectiva de la química, el agua tiene una enorme capacidad para
disolver otras sustancias, por lo cual se le ha dado el sobrenombre de “disolvente
universal”. Gracias a tal capacidad, es posible mantener en forma de disolución
acuosa una enorme diversidad de compuestos; esto resulta esencial en muchos
ámbitos como, por ejemplo, los ecosistemas acuáticos y los medios acuosos ycoloidales de los tejidos y las células. Es esencial señalar que las propiedades del agua
están determinadas, en el nivel más fundamental, por la geometría de su molécula y por la naturaleza de los átomos que la forman. A continuación se presenta una

julio-septiembre 2007

•

ciencia

17

Agua

breve explicación acerca de la constitución de
este vital compuesto, para luegoreferirnos a
sus propiedades fisicoquímicas.

La estructura molecular
del agua
En cualquiera de sus estados de agregación,
el agua da la apariencia de ser una sustancia relativamente simple; sin embargo, tras
esta primera impresión, se esconde un importante grado de complejidad a nivel microscópico. En la Figura 1 se muestra la imagen de
una molécula de H2O individual; en ella se
aprecia que losdos átomos de hidrógeno se encuentran unidos a un átomo de oxígeno, ambos
del mismo lado, dándole a la molécula una forma en V, con un ángulo de 104.5 grados entre
los enlaces O-H.
Dicha geometría se determina por el ordenamiento de los pares electrónicos en la molécula: existe un total de 8 electrones de valencia o
“exteriores” en el agua; de estos electrones, dos
pares corresponden aenlaces oxígeno-hidrógeno (donde cada átomo aporta un electrón al
enlace), mientras que los otros dos pares no participan en los enlaces y se consideran como

a)

pares de electrones “libres” o “no compartidos” del oxígeno. Al
existir cuatro pares de electrones alrededor del núcleo del átomo
de oxígeno, éstos se tienden a distribuir en tres dimensiones,
manteniendo la mayor distancia posibleentre ellos para que las
fuerzas de repulsión sean mínimas. El resultado de tales interacciones es que los átomos de hidrógeno, junto con los pares
electrónicos de los enlaces H-O, quedan proyectados de un
mismo lado de la molécula, en tanto que los dos pares “libres” se
distribuyen en el resto del espacio. Como se verá más tarde, muchas de las propiedades del agua se deben a esta geometríamolecular angulada; y es justo dicha disposición atómica la que le
permite al agua interactuar de maneras muy específicas con otras
moléculas, así como con iones (átomos o moléculas cargados eléctricamente) e incluso con moléculas biológicas de gran tamaño.
Otra de las características más importantes del agua tiene
que ver con el grado de polaridad o de separación de carga eléctrica que existe en...