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La estructura del agua

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La estructura del agua

Tensión superficial

(H2O) que contiene dos átomos de hidrógeno que comparten un par de electrones con un átomo de oxígeno (véase la figura 1). Cuando los átomos comparten electrones de esta manera, se crea un enlace covalenteEnlace químico creado por el intercambio de electrones entre átomos. Estos enlaces son esenciales para los organismos vivos.

de forma desigual. Los electrones, que siempre llevan una carga negativa, son atraídos con más fuerza por los átomos de oxígeno. Como los electrones compartidos pasan más tiempo rodeando el núcleo del oxígeno y menos tiempo rodeando los núcleos de los átomos de hidrógeno, la molécula de agua se polariza con extremos negativos (oxígeno) y positivos (hidrógeno) bien diferenciados. Esta propiedad se denomina polaridad molecular.

Este artículo publicado en la Fundación de Investigación E.R. Johnson de la Universidad de Pensilvania presenta una descripción más profunda de la estructura y las propiedades del agua. del Centro de Resiliencia de Estocolmo para aprender más sobre la resiliencia.

Dado que las cargas positivas y negativas se atraen, las moléculas de agua polares se alinean cuando se acercan unas a otras: el extremo positivo de hidrógeno de una molécula es atraído por el extremo negativo de oxígeno de una segunda molécula. Esta atracción se denomina enlace de hidrógeno

Estructura del h2o

El agua es un compuesto único y esencial para la vida en la Tierra. En la pedosfera, las propiedades físicas y químicas del agua regulan el flujo de energía y solutos, lo que convierte al agua del suelo en un componente crucial de los ecosistemas terrestres. Muchas de las propiedades conocidas del agua que dan lugar a su comportamiento en los suelos pueden relacionarse directamente con su estructura molecular.

El agua es una sustancia omnipresente y de importancia crítica en la Tierra. Esencial para todos los seres vivos y la salud de los ecosistemas (Moss 2010), el agua se considera un requisito previo para la vida en otros planetas (Marais et al. 2008). La disponibilidad de agua controla incluso parcialmente el desarrollo y la distribución de los asentamientos humanos (Solomon 2011). A medida que la población humana sigue aumentando, el suministro de agua limpia a la humanidad para usos domésticos, agrícolas e industriales se considera uno de los principales retos sociales del siglo XXI (National Academy of Engineering 2008).

En los suelos, el agua es uno de los principales impulsores de los procesos biogeoquímicos (Figura 1). Las reacciones químicas que controlan la formación del suelo y las reacciones de meteorización se producen casi exclusivamente en el agua líquida (Lindsay 1979). Físicamente, el agua es el medio difusivo que media el movimiento de gases, solutos y partículas en los suelos. El agua regula la transferencia de calor, ayudando así a amortiguar la temperatura del suelo (Jury & Horton 2004). Biológicamente, los microbios necesitan agua en los poros del suelo para funcionar metabólicamente (Maier et al. 2008). Además, la disponibilidad de agua se considera uno de los factores más importantes para el crecimiento de los cultivos y otras plantas (Kirkham 2005). En este artículo, exploramos cómo la estructura molecular, las propiedades químicas y las propiedades físicas del agua controlan el funcionamiento de los suelos.

Atasco de hielo

La estructura del agua varía considerablemente según su estado físico. En todas sus formas, el agua es una molécula polar con átomos de hidrógeno pobres en electrones y un oxígeno rico en electrones. Esto es lo que da lugar a la interacción de enlace de hidrógeno entre las moléculas de agua.

El agua en fase gaseosa está formada por moléculas aisladas de H2O. Cada molécula está doblada con un ángulo de enlace de 105 grados. La carga negativa se concentra alrededor del átomo de oxígeno. Los protones tienen una carga positiva parcial. El mapa de densidad de electrones (arriba a la derecha) muestra que la densidad de electrones es aproximadamente 10 veces mayor alrededor del oxígeno que alrededor de los átomos de hidrógeno.

El vapor de agua se concentra cerca de la superficie de la Tierra en la troposfera.Esto muestra el vapor de agua en la troposfera superior y la estratosfera a través de la temporada de verano de 2004. Fue obtenida por el instrumento Microwave Limb Sounder (MLS) del satélite Aura de la NASA. El MLS puede medir simultáneamente varios gases traza y sustancias químicas que destruyen la capa de ozono en la atmósfera superior.

10 propiedades del agua

El agua constituye el 60-75% del peso del cuerpo humano. Una pérdida de tan sólo el 4% del agua corporal total conduce a la deshidratación, y una pérdida del 15% puede ser fatal. Asimismo, una persona podría sobrevivir un mes sin comida, pero no sobreviviría 3 días sin agua. Esta dependencia crucial del agua gobierna ampliamente todas las formas de vida.    Está claro que el agua es vital para la supervivencia, pero ¿qué la hace tan necesaria?

Muchas de las funciones del agua para mantener la vida se deben a su estructura molecular y a algunas propiedades especiales. El agua es una molécula sencilla compuesta por dos pequeños átomos de hidrógeno con carga positiva y un gran átomo de oxígeno con carga negativa. Cuando los hidrógenos se unen al oxígeno, se crea una molécula asimétrica con carga positiva en un lado y negativa en el otro (Figura 1). Este diferencial de carga se denomina polaridad y dicta cómo el agua interactúa con otras moléculas.

Figura 1: Química del agua. Las moléculas de agua están formadas por dos hidrógenos y un oxígeno. Estos átomos tienen tamaños y cargas diferentes, lo que crea la asimetría en la estructura molecular y da lugar a fuertes enlaces entre el agua y otras moléculas polares, incluida la propia agua.