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Si pudiste ver una molécula de agua (H2O) de cerca, se vería algo así como una cabeza redonda con dos orejas colocadas en las posiciones 10 y 2 en punto. Piensa en Mickey Mouse. Los "oídos" son los dos iones de hidrógeno, mientras que la "cabeza es el ion de oxígeno. Debido a que los iones de hidrógeno tienen una carga positiva y el ion de oxígeno es negativo, esta disposición le da a la molécula una polaridad neta, muy parecida a un imán. Esta característica de la molécula de agua le da al agua cuatro propiedades que lo hacen indispensable para la vida: tiene cohesión y un punto de ebullición comparativamente alto, es menos denso en estado sólido que en estado líquido, y es un solvente excepcionalmente bueno.
Atracción Magnética
La estructura de la molécula de agua es un tetraedro distorsionado. Los iones de hidrógeno forman un ángulo de 104.5 grados con la molécula de oxígeno. El resultado es que, si bien la molécula es eléctricamente neutra, tiene polos, al igual que los imanes. El lado negativo de una molécula se siente atraído por el lado positivo de quienes la rodean. Esta atracción se conoce como enlaces de hidrógeno, y aunque no es lo suficientemente fuerte como para romper los enlaces covalentes que mantienen unidas las moléculas, es lo suficientemente fuerte como para producir un comportamiento anómalo que distingue el agua de otros líquidos.
Cuatro propiedades anómalas
Los cocineros confían en la naturaleza polar del agua cuando usan un horno de microondas. Debido a que las moléculas son como imanes, responden a la radiación de alta frecuencia vibrando, y la energía de estas vibraciones es lo que produce el calor para cocinar los alimentos. Este es un ejemplo de la importancia de la polaridad de H2O, pero hay otros más importantes.
Cohesión: Debido a la atracción magnética que ejercen las moléculas de agua entre sí, el agua líquida tiende a "pegarse". Puede ver esto cuando dos cuentas de agua se acercan entre sí en una superficie plana y lisa. Cuando se acercan lo suficiente, se fusionan mágicamente en una sola gota. Esta propiedad, llamada cohesión, da tensión a la superficie del agua que los insectos con pies grandes explotan para poder caminar sobre la superficie. Permite que las raíces succionen agua en una corriente continua y asegura que el agua que fluye a través de pequeños capilares, como las venas, no se separe.
Alto punto de ebullición: El punto de ebullición del agua no es alto en comparación con algunos líquidos, como la glicerina o el aceite de oliva, pero debe ser menor de lo que es. Compuestos formados a partir de elementos en el mismo grupo que el oxígeno en la tabla periódica, como el hidrógeno selenio (H2Se) y sulfuro de hidrógeno (H2S), tienen puntos de ebullición que están entre 40 y 60 grados Celsius bajo cero. El alto punto de ebullición de Waters se debe completamente a la energía adicional necesaria para romper los enlaces de hidrógeno. Sin la atracción magnética que las moléculas de agua ejercen entre sí, el agua se vaporizaría a algo así como -60 ° C, y no habría agua líquida ni vida en la Tierra.
El hielo es menos denso que el agua: La cohesión adicional que proporciona el enlace de hidrógeno comprime el agua en estado líquido. Cuando el agua se congela, la atracción / repulsión electrostática crea una estructura reticular que es más espaciosa. El agua es el único compuesto que es menos denso en estado sólido, y esta anomalía significa que el hielo flota. Si no fuera así, cada ecosistema marino moriría cada vez que el clima fuera lo suficientemente frío como para que el agua se congele.
El agua es un solvente universal: Debido a su fuerte enlace de hidrógeno, el agua disuelve más sustancias que cualquier otro líquido. Esto es importante para los seres vivos que se nutren de nutrientes disueltos en el agua. La mayoría de los seres vivos también dependen de electrolitos, que son soluciones de agua que contienen solutos iónicos, para la transmisión de señales bioeléctricas.