Estudio completo de la molécula del agua
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Mª Candelaria Nagele y Marta Arencibia
IES LAS SALINAS -2º BACH.
TÉCNICAS DE LABORATORIO
Líquido constituido por dos sustancias
gaseosas oxígeno (O) e hidrógeno (H)
Tamaño: distancia hidrógeno-oxígeno
0'00000001 cm = 1 Ångström
1 Ångström = 10-10 m = 10-8 cm
Tetraedro casi regular (e⁻ compartidos con el H en dos de sus vértices y e ⁻ sin
compartir en los otros dos.)
Ángulo de 104.5º entre átomos de H
Geometría determinada por la forma de los orbitales electrónicos más externos del oxígeno
Energía de enlace : la energía de los enlaces O-H en el agua es 458,9 kJ/mol. Esto es porque:
Energías medias de enlace en KJ/mol
H-H 436
C-H 415
N-H 389
O-H 460
Cl-H 431
C-C 347
C=C 611
CC 830
Se necesitan 493,4 kJ/mol para romper el enlace de hidrógeno en la
molécula (energía enlace de disociación)
Por otro lado se necesitan 424,4 kJ/mol para romper el
enlace restante
Polaridad:
A pesar de tener carga positiva y negativa, la molécula de agua es polar al mismo tiempo que neutra, puesto que
existen cuatro regiones con carga que se neutralizan. Esta característica del agua es la responsable de varias
propiedades del H2O.
Átomo de oxígeno mayor que el átomo de hidrógeno desequilibrio eléctrico :
‘dipolaridad molecular’
H2O es un dipolo, es decir, tiene dos
polos: uno positivo (O) y otro negativo (H) .
La vida media de un puente de hidrógeno = 10-9 segundos, es decir, se forman y destruyen sucesivos puentes
de hidrógeno en muy poco tiempo
Cada molécula de agua se relaciona con otras cuatro moléculas por puentes
de hidrógeno
La energía de un enlace de
hidrógeno de 5 a 30 kJ/mol
Otras moléculas con puentes de hidrógeno intramoleculares
Nitrógeno (NH3) Flúor (HF)
En el agua 23,3 kJ/mol.
Un átomo de nitrógeno puede actuar como aceptor de un solo puente de hidrógeno, por ello, el amoníaco (NH3) posee menos energía de enlace que el agua (H2O)
El agua pura a la temperatura ambiente es un líquido inodoro, insípido e incoloro
0º 100º
Sólido Líquido Gaseoso
No presenta puentes
de hidrógeno
están rotos
Elevado calor específico + gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia de estado = excelente regulador de
temperatura en la superficie de la Tierra (más aún en regiones marinas)
① Disolvente universal: reacciona con
Óxidos ácidos
Óxidos básicos
Metales y no metales
Se une en las sales formando hidratos
② El agua pura es mala conductora de la
electricidad, pero si contiene sales minerales, losiones de estas sales permiten el paso de laelectricidad.
③ Presencia de puentes de hidrógeno -> responsable de suelevada capacidad calorífica (75.327 J mol-1 K-1 (25ºC))
④ Tensión superficial = 0,07198 N m-1 (25ºC).
Ejemplo: insecto “zapatero”
⑤ Cohesión motivo de laestructura molecular del agua.
Gráfica de la densidad del agua en función de la temperatura
Al contrario que los demás materiales
El agua de 0 ºC a 4 ºC se contrae 4 ºC a 0 ºC se dilata
Densidad decrece de forma gradual hasta que el agua
alcanza su punto de congelación.
Hielo posee + volumen que el agua debido a la forma en que
se unen los grupos de moléculas en una estructura
cristalina.
El agua: volumen mín. y densidad
máx. a 4°C
Ejemplo
Al observar la capa de agua congelada sobre un lago, no vemos que debajo se mantiene el agua líquida, lo que hace que pueda existir vida (peces o
plantas) debido a que la densidad del hielo es menor que la densidad del agua líquida. Que esto ocurra se debe a la diferencia estructural entre ambas
situaciones (agua sólida y agua líquida) y en concreto a la menor coordinación de los átomos superficiales. En este hecho tiene mucha
influencia la elevada tensión superficial que posee el agua.
http://www.bionova.org.es/biocast/tema04.htm
http://biologia.laguia2000.com/bioquimica/composicion-quimica-del-agua
http://www.rac.es/ficheros/doc/00464.pdf
http://www.ecured.cu/index.php/Enlace_por_puente_de_hidr%C3%B3geno
http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_de_agua#Polaridad
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/cohesi%C3%B3n/cohesi%C3%B3n.htm