¿Es el H2O polar o no polar?

El agua o H2O es una sustancia compuesta por los elementos químicos Hidrógeno y Oxígeno y puede encontrarse en estado gaseoso, líquido y sólido. Se encuentra en abundancia como elemento esencial presente en muchos compuestos. Una pregunta común que surge entre los estudiantes es si el H2O (agua) es polar o no polar. Por lo tanto, voy a responder a esta pregunta en detalle en este artículo.

Entonces, ¿el H2O es polar o no polar? Sí, el agua (H2O) es polar. Esto se debe a la forma curvada de la molécula de agua, debido a la cual hay una distribución desigual de la carga sobre los átomos de hidrógeno y oxígeno involucrados en la molécula de agua. Por lo tanto, la molécula de agua posee un momento dipolar neto.

Al ser un compuesto líquido insípido e inodoro a temperatura ambiente, el agua tiene una propiedad especial para disolver un montón de otras sustancias como un disolvente versátil esencial para los seres vivos en el mundo.

Las soluciones acuosas han sido vitales en el origen de la civilización, ya que todos los organismos vivos dependen de las soluciones acuosas, como la sangre y los jugos digestivos, para los procesos biológicos.

El agua en pequeñas cantidades parece incolora, pero se dice que posee un color azul intrínseco cuando se expone a una ligera absorción de luz en la longitud de onda del rojo.

Aunque es una molécula polar, el agua puede tener propiedades físicas únicas como altos puntos de ebullición, capacidad calorífica específica, tensión superficial y capacidad de disolución.

Aquí discutiremos si el agua es polar o no polar, y qué hace que sea cualquiera de ellas.

Qué son las moléculas polares y no polares

Existen varios tipos de enlaces que unen dos o más átomos para crear moléculas de tipo iónico, covalente, de hidrógeno y metálico en condiciones determinadas. Los dos tipos de enlaces más particulares y fuertes son los iónicos y los covalentes.

Los enlaces iónicos se forman cuando átomos de carga y signos opuestos se atraen para crear moléculas neutralizadas.

Los enlaces covalentes se forman en una condición en la que los átomos pueden compartir electrones para crear moléculas. Los enlaces covalentes pueden ser un enlace simple, doble o triple en base al número de electrones compartidos entre los átomos.

Los enlaces covalentes pueden formar moléculas polares o no polares. Los enlaces polares se forman cuando dos moléculas se crean utilizando un enlace covalente.

La densidad de electrones también se modifica cuando dos átomos realizan el reparto de electrones entre ellos. Cuando hay una desigualdad en el reparto de electrones, se produce una carga iónica parcial en los átomos.

Particularmente, esto ocurre cuando hay una gran diferencia en los valores de electronegatividad. Debido a la formación de cargas iónicas parciales, las moléculas se convierten en moléculas polares con un lado cargado altamente positivo y otro lado altamente negativo.

Las moléculas formadas usando un enlace covalente igual para compartir electrones, sin carga iónica y compartiendo simétricamente los electrones se llaman moléculas no polares. Esto ocurre entre átomos con electronegatividad similar.

Cuando no hay abundancia de cargas, éstas se equilibran entre sí. Muchos gases como el hidrógeno, el helio, el oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrógeno son algunos de los ejemplos particulares de moléculas no polares.

El agua (H2O) es una molécula polar o no polar

El agua es una molécula polar ya que está formada por un átomo de oxígeno fuertemente electronegativo que tira de un par de átomos de hidrógeno y posee una carga ligeramente negativa sobre él.

La polaridad de una molécula depende principalmente de sus átomos constituyentes y de su disposición alrededor del átomo central. Las moléculas polares tienden a atraer a las moléculas de agua, en particular a través de un enlace de hidrógeno.

Se convierten en realidad solubles en agua debido a que compiten con éxito con la ayuda de los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua.

Los grupos no polares no muestran posibilidades favorables de su interacción con el agua por lo que no se incluyen en un entorno acuoso. Esto se llama el efecto hidrófilo en general.

Las moléculas de agua utilizan una interfaz de material no polar para crear tantos enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua ya que no hay posibilidad de formar ninguno con material no polar.

Esta es también la razón por la que la entropía adyacente del agua es menor que la de los compuestos no polares.

¿Qué hace del agua una molécula polar

La polaridad de las moléculas de agua muestra muchas propiedades físicas únicas. Una de las razones más particulares de que el agua sea una molécula polar es su forma doblada.

El ángulo de enlace entre los enlaces O-H en la molécula de H2O es de alrededor de 104,5 grados.

Los dos pares solitarios en el átomo de oxígeno causan la repulsión de los pares solitarios por lo que se forma la forma doblada del H2O. La estructura geométrica de la molécula de H2O es no planar.

Una parte significativa de la carga ligeramente negativa y la carga positiva en la molécula de agua permanece en el otro lado de la molécula debido a la forma.

Esto se considera un ejemplo significativo de enlace químico covalente polar en las moléculas de agua.

La explicación de que el estado de la partícula no sea directo y no polar (por ejemplo, como el CO2) es un resultado de la distinción en la electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. El valor de electronegatividad del hidrógeno es 2,1, mientras que el valor de electronegatividad del oxígeno es 3,5.

Cuanto más pequeño sea el contraste entre la electronegatividad, más seguro será que los átomos formen un enlace covalente. Una enorme distinción entre la electronegatividad busca se puede realizar con los enlaces iónicos.

El hidrógeno y el oxígeno son ambos muestran características de los no metales en condiciones normales, sin embargo, el oxígeno muestra una cantidad considerable más electronegativo que el hidrógeno, por lo que las dos partículas de la estructura de un enlace compuesto covalente, sin embargo, es polar.

La molécula de oxígeno altamente electronegativo tira en electrones o carga negativa a la misma, haciendo que el distrito alrededor del oxígeno más negativo que las zonas alrededor de los dos átomos de hidrógeno.

Los segmentos eléctricamente positivos de las moléculas de hidrógeno se doblan con los dos orbitales llenos del oxígeno.

Fundamentalmente, ambas moléculas de hidrógeno son atraídas hacia un lado similar del átomo de oxígeno, sin embargo, están tan separadas entre sí como pueden estarlo debido a que los átomos de hidrógeno poseen ambos una carga positiva.

La forma doblada es un equilibrio entre la atracción y la repulsión durante la formación de las moléculas.

Al reconsiderar el hecho de que el enlace covalente entre cada hidrógeno y oxígeno del agua es polar, una molécula de agua puede identificarse como una molécula eléctricamente neutra.

Se dice que cada molécula de agua tiene 10 protones y 10 electrones, para una carga neta de 0.

Para una comprensión más detallada, también debería consultar el artículo sobre la estructura de lewis del H2O, la geometría molecular y la hibridación.

La polaridad del agua &Sus impactos en las propiedades físicas

La polaridad del agua muestra muchos impactos en las propiedades físicas de sus moléculas, principalmente, las propiedades disolventes.

Inicialmente, la polaridad del agua aclara sus propiedades disolventes. Un ejemplo de agua como fluido está equipado para disolver varios compuestos iónicos tales como sales, compuestos orgánicos polares, es decir, etanol (licor), y ácidos.

Las moléculas polares del agua aplican una atracción sobre cualquier compuesto u otras moléculas polares, separándolas de su estructura más grande y disolviéndolas.

Dado que puede descomponer rápidamente los compuestos iónicos, el agua puede actuar como un eficaz conductor de la electricidad.

A pesar de los hechos y discusiones regulares, el agua pura sigue siendo identificada como un conductor ineficiente de la electricidad.

En el momento en que el agua descompone una pequeña cantidad de un compuesto iónico (como la sal de mesa) sin embargo, se convierte en un conductor eléctrico. Casi todos los seres vivos dependen de las capacidades disolubles del agua para perdurar.

La polaridad del agua le permite además participar en un tipo excepcional de propiedad intermolecular de creación de enlaces llamada sujeción de hidrógeno.

Los enlaces de hidrógeno se forman cuando el hidrógeno se une a un elemento progresivamente electronegativo como el oxígeno, el nitrógeno, el flúor y está a la vista de otra molécula polar o de un solo par de electrones.

El enlace de hidrógeno con carga positiva de las moléculas de agua atrae al oxígeno con carga negativa, formando un enlace electrostático parcial entre varias moléculas de agua.

Una sola molécula de agua puede participar en hasta cuatro enlaces de hidrógeno con moléculas de agua vecinas.

Dado que la atracción electrostática entre dos cuerpos cargados es proporcional a la distancia al cuadrado entre ellos, cuanto más se acerca un átomo de hidrógeno a una molécula de agua vecina más aumenta la fuerza de los enlaces.

Como los átomos de hidrógeno son de pequeño tamaño, pueden acercarse mucho a los átomos de oxígeno vecinos y formar enlaces electrostáticos generalmente sólidos.

Conclusión

Cada molécula de agua atrae a otras moléculas debido a sus cargas opuestas y a las moléculas polares o iones que comprenden varias biomoléculas como los azúcares, los ácidos nucleicos y algunos aminoácidos.

Una molécula polar se compromete interactivamente con el agua o se disuelve en ella, tales moléculas se denominan hidrofílicas.

Las moléculas no polares, por el contrario, no se comprometen tan interactivamente con el agua y se mantienen separadas más bien se disuelven en ella, por lo que se denominan Hidrofóbicas.

Dado que el agua es un compuesto formado en la composición de dos átomos de Hidrógeno y un átomo de Oxígeno, su átomo de Oxígeno más electronegativo la convierte en una molécula polar y exhibe una atracción asimétrica sobre los electrones participantes de la molécula.

El comportamiento multiestado del agua está particularmente normalizado por la polaridad y los enlaces de Hidrógeno. Es el único compuesto conocido que existe en los tres estados de la materia, es decir, en forma sólida, líquida y gaseosa, incluso en el entorno estándar.

Como el agua es una molécula polar, presenta enlaces de Hidrógeno con una existencia física relativamente estable en un amplio rango de condiciones de temperatura y presión.

Además, la existencia de enlaces de Hidrógeno demuestra cómo el agua muestra una expansión volumétrica cuando se transforma en hielo o forma vendida a través del proceso de congelación.

La mayoría de los compuestos muestran un aumento de la densidad cuando se transforman en una forma sólida al ser congelados a través del enfriamiento, pero en el caso del agua después de ser enfriada a 4 grados C, comienza a expandirse.

El enfriamiento de las moléculas de agua en movimiento hace que la formación de enlaces de hidrógeno sea más sencilla y que las moléculas del compuesto se ordenen en una estructura cristalina.

Podemos concluir que el volumen de una muestra de agua solidificada se expande alrededor de un 9%, por lo que una lata de refresco puede llegar a explotar mientras se guarda en el congelador.

Como se ha comentado en los apartados anteriores, su polaridad demuestra sus propiedades únicas y especiales que también crean muchos impactos ventajosos para los seres vivos.