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Propiedades del Agua y características de su molécula

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¿Te has preguntado por qué los investigadores que buscan vida en otros planetas se interesan tanto por encontrar agua en estado líquido en ellos? Es porque el agua en estado líquido tiene una serie de propiedades que son imprescindibles para que se realicen las reacciones químicas que permiten la vida tal como la conocemos. Además, el agua es uno de los principales factores ambientales que influye en la existencia de los organismos sobre el planeta. Considera que, por ejemplo, muchos de ellos viven y se desarrollan en el agua, y es una parte importante del peso de un organismo. Para comprender las propiedades del agua es necesario conocer algunas de las características de su molécula


Características de su molécula


La molécula de agua es polar y puede formar puentes de hidrógeno. Una molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno (electronegativo) y dos átomos de hidrógeno unidos a través de enlaces covalentes. De manera semejante a una pila, en la molécula de agua existe un polo positivo y uno negativo, por esto se dice que es una molécula polar. Esto tiene dos causas: la primera, es que los electrones que participan en los enlaces covalentes tienden a girar por más tiempo alrededor del oxígeno que alrededor de los átomos de hidrógeno; y la segunda, es que el átomo de oxígeno tiene electrones libres que no participan en la formación de enlaces. De este modo, en la molécula de agua, el oxígeno adquiere una carga parcialmente negativa, mientras que en los átomos de hidrógeno es parcialmente positiva.

Debido a su polaridad, cada molécula de agua puede unirse con otras cuatro moléculas mediante puentes de hidrógeno. Estas uniones se establecen debido a la atracción -por diferencia de carga- existente entre los átomos de oxígeno e hidrógeno de las moléculas de agua. Si bien individualmente los puentes de hidrógeno son uniones débiles, al ser muchos ejercen mayor fuerza de unión o cohesión entre las moléculas de agua. Gracias a los puentes de hidrógeno el agua adquiere una serie de propiedades importantes para los seres vivos.

características molécula de agua


Propiedades del Agua


Los organismos vivos están constituidos, en su mayoría, por cerca de un 70% de agua. Esta participa en muchas de las reacciones químicas que se llevan a cabo al interior de sus células, ya sea como reactante o como producto. Gracias a su polaridad ya los puentes de hidrógeno, el agua presenta propiedades que son fundamentales para la vida de los seres vivos.

El agua es un excelente disolvente. Debido a su polaridad, el agua es capaz de disolver muchos compuestos polares e iónicos, pues las cargas de estos compuestos atraen a las moléculas de agua y los separan. Por ejemplo, al agregar una cucharada de sal a un vaso de agua:

Un cristal de sal, formado por iones cloro (Cl$^-$) y sodio (Na$^+$), al entrar en contacto con agua sus iones se separan, dado que el extremo con carga negativa de la molécula de agua es atraído por los iones sodio, y al extremo con carga positiva lo atraen los iones cloro. Esto impide la interacción entre los iones que forman el cristal de sal y esta se disuelve.

Por lo tanto, cuando las sustancias se disuelven en agua aumenta la posibilidad de encuentro entre sus moléculas, facilitando la ocurrencia de las reacciones químicas propias de las células.
Las sustancias polares, como la salo el azúcar, que interactúan fácilmente con el agua, se denominan hidrófilas. En cambio, aquellas sustancias que carecen de polos, vale decir que son apolares, como grasas y aceites, no se disuelven en agua y reciben el nombre de hidrófobas.

propiedades del agua


Cohesión, capilaridad y alta tensión superficial. Las moléculas de agua tienen una fuerte tendencia a unirse mediante puentes de hidrógeno. A esta tendencia de adhesión entre las moléculas de agua se denomina cohesión; mientras que a la unión entre moléculas de agua y moléculas de distinta naturaleza se le llama adhesión. Ambas fuerzas de unión entre moléculas explican el fenómeno de la capilaridad, vale decir, la capacidad del agua de avanzar a través de tubos o conductos estrechos, aun en contra de la fuerza de gravedad.

Asimismo, la cohesión entre las moléculas de agua genera alta tensión superficial, lo que da lugar a la formación de una película o capa compacta de moléculas unidas. Los numerosos puentes de hidrógeno hacen que la tensión superficial del agua sea mayor que la de otros líquidos.

Elevado calor específico. El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que debe recibir para aumentar en 1°C la temperatura de 1g de ella. Debido a los numerosos puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua, se requiere de mucha energía para subir su temperatura, es decir, para aumentar la energía cinética de sus moléculas. Esto ocurre porque gran parte de la energía aportada se consume en romper los puentes de hidrógeno quedando solo una fracción de ella para aumentar el movimiento de las moléculas.

Gracias a esta propiedad del agua y a su gran proporción en la composición de los organismos, estos logran mantener su temperatura relativamente constante, pese a las fluctuaciones de temperatura en el ambiente. Esto permite que las reacciones metabólicas ocurran con normalidad. Además, debido a su elevado calor específico, el agua de los océanos tiende a mantener constante su temperatura incidiendo en el clima del planeta y brindando condiciones para el desarrollo de la vida.
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