Resumen de Propiedades del Agua y Enlaces Químicos

## Introducción El agua es una molécula imprescindible en la química y fisiología de los seres vivos. En este material repasamos su estructura, los tipos de enlaces relacionados, las propiedades macroscópicas que emergen de esa estructura y aplicaciones prácticas. Se divide en secciones breves para facilitar el estudio y contiene ejemplos, comparaciones y actividades sugeridas. ## 1. Estructura molecular del agua ### Molécula y polaridad > La molécula de agua es polar: tiene distribución desigual de carga debida a enlaces covalentes polares entre oxígeno e hidrógeno. - El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, por lo que los pares de electrones compartidos quedan más cerca del O, creando un polo parcialmente negativo en O y polos parcialmente positivos en H. - Geometría angular (aproximadamente $104.5^{\circ}$) que contribuye a la polaridad. ### Enlaces presentes - **Enlace covalente polar**: entre O y H se comparten electrones de forma desigual. - **Puentes de hidrógeno (intermoleculares)**: interacciones entre un H parcialmente positivo de una molécula y un átomo electronegativo (O, N, F) de otra molécula. > Definición: Puente de hidrógeno: interacción débil y direccional entre un hidrógeno parcialmente positivo y un átomo electronegativo cercano que estabiliza estructuras moleculares. ## 2. Tipos de enlaces y comparación ### Breve repaso - **Enlace iónico**: transferencia de electrones entre átomos; forman iones. - **Enlace covalente**: compartición de pares de electrones; puede ser polar o no polar. - **Enlace metálico**: mar de electrones deslocalizados entre átomos metálicos. > Definición: Enlace covalente no polar: los electrones se comparten equitativamente entre átomos con electronegatividades similares. ### Tabla comparativa | Tipo de enlace | Qué ocurre con los electrones | Tipo de elementos | Ejemplo de sustancia | |---|---:|---|---| | Iónico | Transferencia de electrones; formación de iones | Metal + no metal | NaCl | | Covalente polar | Compartición desigual de electrones | No metales distintos | H2O | | Covalente no polar | Compartición equitativa | No metales similares | O2, N2 | | Metálico | Electrones deslocalizados (mar de electrones) | Metales | Fe, Cu | ## 3. Interacciones intramoleculares vs intermoleculares > Definición: Interacciones intramoleculares: fuerzas que mantienen unidos los átomos dentro de una molécula (p. ej. enlaces covalentes). Interacciones intermoleculares: fuerzas entre moléculas diferentes (p. ej. puentes de H, fuerzas de Van der Waals). - Ejemplo intramolecular: enlaces O–H dentro de la molécula de agua. - Ejemplo intermolecular: puente de hidrógeno entre dos moléculas de agua que eleva el punto de ebullición. ## 4. Propiedades emergentes del agua ### Cohesión y adhesión - **Cohesión**: atracción entre moléculas de agua (debida a puentes de H). Permite tensión superficial y caída de gotas. - **Adhesión**: atracción entre agua y otras superficies (debida a interacciones entre polos del agua y moléculas de la superficie). > Definición: Tensión superficial: comportamiento de la superficie del agua que actúa como una película elástica producto de la cohesión entre moléculas. ### Capilaridad - Movimiento del agua en espacios estrechos: resultado combinado de cohesión y adhesión. - Aplicación: ascenso de agua en xilema de plantas (en parte) y movimiento de líquidos en materiales porosos. ### Poder disolvente - El agua disuelve muchas sustancias iónicas y polares porque sus moléculas rodean iones y moléculas, separándolos y estabilizándolos en solución. - Ejemplo: en solución acuosa NaCl se separa en iones \\ce{Na+} y \\ce{Cl-} rodeados por moléculas de agua. ### Tensión superficial - Responsable de que algunos insectos puedan caminar sobre el agua y de la formación de gotas. ## 5. Agua y potencial hídrico (aplicación celular) - El **potencial hídrico** determina el flujo de agua hacia dentro o fuera de una célula. - Casos: 1. Mayor potencial hídrico dentro de la c