Química General, 2000 - Victor Manuel Ramírez

QUÍMICA GENERAL
Figura 3.32
El oxígeno del agua se apropia de los electrones compartidos con uno de los hidrógenos,
para formar una molécula polar (H 1. OH 2 ).
Esto quiere decir que las moléculas polares tienen un extremo positivo y otro negativo,
al igual que un imán. Mediante la polaridad de las moléculas de agua se pueden
explicar algunas de las propiedades singulares de este líquido.
El oxígeno del agua se apropia de los
electrones compartidos con uno de
los hidrógenos, para formar una molécula
polar (H 1 OH 2 ).
Puentes de hidrógeno
Es un enlace intermolecular más fuerte que los otros de este tipo (ion-dipolo, dipolodipolo
y fuerzas de dispersión de London), pero más débil en comparación con la
mayoría de los enlaces covalentes o iónicos. La energía necesaria para romper un
kcal/mol para destruir un enlace covalente. En este enlace un átomo de hidrógeno
está enlazado a un átomo pequeño y muy electronegativo (flúor, oxígeno y nitrógeno);
este átomo electronegativo atrae al de hidrógeno parcialmente positivo de otra
molécula formando un puente que une a las moléculas.
Sin los enlaces de hidrógeno no podría existir la vida, ya que a este enlace se debe
la propiedad excepcional del agua de tener menor densidad en estado sólido que en
estado líquido.
Como el hielo es menos denso que el agua, flota. En el mundo biológico el puente
de hidrógeno se presenta en las proteínas, cuya estructura en forma de espiral está
unida por enlaces de hidrógeno. Este enlace es la fuerza que mantiene unidas a
las dos tiras que constituyen la espiral doble del ADN. El ADN se encuentra en el
núcleo de la célula y es el principal depósito de la información genética, lo cual se
debe a la atracción electrostática entre el protón combinado y otro átomo de gran
electronegatividad y volumen pequeño. El protón de una molécula atrae hacia él un
par de electrones solitarios de un átomo como el carbono (C), nitrógeno (N) u oxígeno
(O); de una molécula próxima, o a veces de la misma molécula. Este “puente de
hidrógeno” no es un verdadero enlace y origina un comportamiento especial de las
sustancias que lo presentan. Ejemplos: H 2
O, HF, CH
OH, ADN.
Las sustancias con este tipo de enlace tienen puntos de fusión y ebullición elevados,
y son líquidos de alto poder de disociación de los cristales iónicos. Un ejemplo
interesante es el agua, compuesto líquido a temperatura ambiente, cuando por su
fórmula debería ser un gas, según las fórmulas de los hidruros de azufre, selenio y
telurio. Al solidificarse el agua y formar hielo presenta una estructura tetraédrica
en la que cada átomo de oxígeno está rodeado por otros cuatro y entre dos oxígenos
está el hidrógeno. Cada molécula es individual y, como resultado de la estructura
abierta, el volumen aumenta cuando el agua se congela.
El hielo es menos denso que el agua, porque presenta una estructura abierta con
cadenas hexagonales que se asemeja a un panal de abejas. Cuando se funde se
rompen algunos enlaces de hidrógeno, los puentes y la estructura abierta sufren un
colapso parcial que ocasiona que las moléculas caigan en los espacios vacíos. El empaquetamiento
de las moléculas en el agua líquida es más apretado, ocupa menos
volumen que el hielo y causa que aumente la densidad. La densidad del agua llega
al movimiento de las moléculas es mayor que la concentración causada por el rompimiento
de los puentes de hidrógeno y las moléculas ocupan más espacio. A partir
de ese punto el agua se comporta normalmente y su densidad disminuye conforme
la temperatura aumenta.
Al subir la temperatura, el movimiento de las moléculas aumenta, y el espacio entre
ellas crece, provocando la expansión del líquido. Finalmente, los puentes de hidrógeno
se rompen al llegar al punto de ebullición. El vapor de agua a más de 100 °C
consiste en moléculas de agua individuales.
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