ingenieria

QUÍMICA INORGÁNICA I
AGUA
La molécula de agua está constituida por dos átomos de hidrógeno unidos por enlaces
covalentes al átomo de oxígeno. Cada enlace covalente implica compartir dos electrones
entre los átomos de hidrógeno, en que cada átomo aporta un electrón. Se tiene dos de
enlace y dos pares solitarios localizados sobre el átomo de O; estos últimos tienden a
ocupar mayor espacioalrededor del oxígeno restándole espacio a los pares de enlace,
debido a ello el ángulo entre las dos uniones oxígeno-hidrógeno es 104,5° y no 109° como
se esperaría teóricamente.
El agua es una molécula polar, en la cual se tienen dos polos o centros de gravitación de
carga negativa y positiva que resultan de la diferente concentración de electrones en el
espacio. Aquel sitio donde exista unamayor concentración da origen a un centro donde
gravita carga negativa y en el otro extremo de ese espacio gravitará, por consecuencia,
carga positiva.
Al existir un dipolo en tal molécula, ésta puede atraer a sus vecinas por fuerzas de
atracción entre cargas de diferente signo. Estas fuerzas se denominan atracción dipolodipolo, las cuales son importantes en sustancias al estado líquido osólido donde la
cercanía molecular es muy grande.
Dado que el átomo de oxígeno es pequeño y bastante electronegativo, la concentración de
electrones en su entorno es elevada, por lo que las cargas negativa sobre el oxígeno y
positiva entre los átomos de hidrógeno son considerables. Se deduce que las atracciones
dipolo-dipolo entre moléculas de agua son importantes, en realidad muy fuertes,porque
las moléculas polares de agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más que
moléculas mayores y pueden atraerse fuertemente por su gran polaridad. Esta atracción
dipolo-dipolo que es inusualmente fuerte y en la que participa el átomo de hidrógeno se
denomina puente protónico o puente de hidrógeno.

Esta asociación intermolecular que se da en el agua líquida y en el hielo, se suelerepresentar por una línea de puntos. En el hielo, la longitud del enlace de hidrógeno es de
1,77 Å que se compara con la longitud del enlace covalente H-O de 0,99 Å.
Esta estructura muestra que cada átomo de oxígeno de las moléculas de agua que forman
una masa de hielo está unido por dos enlaces covalentes a átomos de hidrógeno y por
puente protónico a moléculas vecinas. La energía de lospuentes de hidrógeno es
aproximadamente un 1% del enlace covalente. Esta gran diferencia de energía hace la
distinción entre el enlace covalente, que es un enlace primario y por lo tanto muy fuerte,
y el puente protónico, que es un enlace secundario.
En la molécula de agua los pares electrónicos están orientados hacia los vértices de un
tetraedro irregular, por lo que al considerar una masa dehielo, sus moléculas forman
una inmensa red tridimensional altamente ordenada que evita que las moléculas se
acerquen mucho entre sí. El puente protónico que se establece, hace que las moléculas

Agua y Peróxido de hidrógeno

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QUÍMICA INORGÁNICA I
de agua adopten una estructura que deja huecos hexagonales que forman una especie de
canales a través de la redtridimensional.
Cuando la energía externa o medio ambiental es superior a la que se encuentra en la
masa de hielo, existe mayor vibración entre las moléculas de agua, y, como consecuencia,
se rompe dicha red tridimensional para dar paso al agua líquida que se caracteriza por su
falta de forma.
A temperaturas muy bajas, (-183ºC), cada molécula de agua se enlaza a cuatro moléculas
más porenlaces de hidrógeno y resulta una estructura tridimensional abierta, como se
muestra en la figura siguiente:

Estructura del hielo

A temperaturas más elevadas se rompen algunos enlaces de hidrógeno, pero aún a 0ºC el
agua líquida conserva apreciablemente la estructura abierta del hielo. El agua es más
densa que el hielo, ya que por ruptura de los enlaces de hidrógeno tiene lugar un...